宁浅勿深的背钻

现今的I/O技术已经达到甚至超过5Gb/s的速率，这给硬件设计带来了极大的挑战，其中之一就是高速信号经过pc...



现今的I/O技术已经达到甚至超过5Gb/s的速率，这给硬件设计带来了极大的挑战，其中之一就是高速信号经过pcb电路板的时候，要求通孔的Stub带来的影响尽量减小。背钻就是一种移除无用的的通孔Stubs的pcb制造工艺，通常用于连接器的pin和高速信号的过孔。背钻是在钻孔电镀成型之后，通过二次反向可控深度的钻孔技术来移除孔壁多余的金属部分，也就是常规理解的通孔stubs,stubs是引起阻抗不连续和信号反射的根源，这种影响随着信号频率的上升变得非常严重，至于为什么，在本公众号《世界上只有两种硬件工程师》里面有详细的说明。



背钻能从pcb的两面进行，并且支持不同的深度，通常来说，背钻的直接比原始的孔径大，比如说连接器的压接孔径为0.56，那么选用0.7mm的通孔钻头，背钻孔的钻头则要比通孔钻头还要大0.2mm，此时设计的时候一定要保证0.9mm背钻钻头到走线的距离，极限间距为7mil。

对于板厂来说，加工难点在于必须小心控制背钻的深度，一般来说，背钻孔深度大于0.3mm就可以加工了。设计阶段就必须仔细权衡性能与价格，既要满足信号质量的要求，也要考虑背钻的成本。要注意，背钻无法完全消除stubs，必须要留出裕量。背钻一定要宁浅勿深，看下面的图片。



Cadence实现背钻的设置和操作

菜单的位置：Manufacturing→NC→ Backdrill Setup and Analysis

命令行输入：backdrillsetup

相关的一些属性Properties

1,BACKDRILL_MAX_PTH_STUB(net):在constraint manager里面需要给背钻的网络赋予BACKDRILL_MAX_PTH_STUB属性，只有设置了属性，软件才会识别为这个网络需要考虑背钻。在constraintmanager的net页打开general properties 的worksheet，找到backdrill项，选择需要的项目并单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择change命令，输入maximum stub的值即可。Stub的计算原则为top和bottom两面的stub都会被计入到最大的stub长度里面。

2，BACKDRILL_EXCLUDE属性：定义了这个属性后，相关的目标就不进行背钻，此属性可以赋给symbol,pin,via，甚至可以在建库的时候就附上属性。

3，BACKDRILL_MIN_PIN_PTH属性：确保最小的通孔金属化的深度

4，BACKDRILL_OVERRIDE属性：用户自定义backdrill的范围，这也是比较有用的一个方法，尤其是针对结构简单，背钻深度一致的设计。

5，BACKDRILL_PRESSFIT_CONNECTOR属性：这是针对压接件的设置属性，一般情况下，背钻会识别压接器件，不会从器件面背钻，如果要求两面背钻，压接器件必须赋予BACKDRILL_PRESSFIT_CONNECTOR属性。用于压接器件，要求单面或者双面背钻背钻时，指定这个参数后，背钻深度不会进入压接器件必需的有效连接区域。值，其中values=pin contact range，这个值必须从压接器件厂家得到。

针对背钻的属性都设置完成后，就是对背钻的分析了，启动菜单命令：manufacture→NC backdrill setup and analysis，启动背钻界面分析窗口，选择new pass set，设置一些背钻的参数，分析之后会产生报告，有冲突的地方都会有详细说明。

如果分析没有问题，那么背钻的设置就全部完成了， 需要在后处理的光绘输出阶段如NC-Drill legend和NC Drill的窗口中选择include backdrill，然后执行生成背钻钻孔孔位图和钻孔文件。

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