射频信号(射频信号线)

 

背钻——射频信号的拯救者

电子工程师都知道，任何信号线在同一线宽，同一平面布线的话，阻抗是不会发生变化了，这就能保证信号无差别地传输，减少反射，最大限度的保证信号质量。

但是在经过传输线发生线宽变化，或者穿层传输之后阻抗就会发生变化，反射加大，传输出去的信号质量势必变差，这是电子工程师最不愿意看到的事实。特别是传输线穿层传输的损耗更大。

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哪怕过孔是经过仿真计算的孔径，过孔四周也有明显的包地处理，但是信号的损失还是难以避免。那这样难道我们就不能将信号线穿层处理了嘛？这显然是不可能的。

碍于产品结构尺寸的限制，传输线穿层设计是无法避免的，有时候还不止一次地穿层，那这种情况我们该怎么避免信号的损耗呢？下面我们就说说这穿层设计时，对信号线最大的保护措施——背钻。

其实背钻并不是研发工程师的设计要点，而是印制板加工厂的制造工艺。但是如果研发人员不了解这个工艺的话，就不能向板厂提出最正确的加工要求了，只能任由瑕疵品加工出来再反复改版了。

那背钻工艺为什么可以消除信号线穿层带来的损耗呢？其实背钻就是通过去除过孔内多余的孔铜来实现的。大家知道，加入一根微带线在四层板的第一层输入，然后经过一个过孔，在印制板的第三层输出。

那这个过孔在印制板的第三层和第四层之间的孔铜就是多余的存在了，在传输线里面就近似stub短截线，就是这个stub的存在让信号发生的损耗。背钻的出现意在消灭stub。

在板厂的实际作业中，背钻也是一个特殊工艺，所以也是需要单独收费的项目，但是它又低于盲埋孔的价格，所以深受射频工程师喜爱。我们在画PCB的时候，可以直接将穿层的微带线过孔设计成盲孔的方式。

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例如一个四层板，过孔起始层是TOP，截止层是第三层，这样第三层和第四层之间本来就没有孔的存在，只需要在加工说明里面明确这类型的孔都按背钻制作就可以。原创今日头条：卧龙会IT技术

或者盲孔的设计我们都不需要做，PCB文件就是普通的过孔，直接在加工文件里面说明那些过孔需要按背钻制作就可以了。这时，板厂就会根据自己的加工工艺来处理了。

需要我们注意的是，背钻是属于机械加工，就是控制钻头深度来加工的，所以对加工公差有严格要求的。大部分板厂都要求背钻深度大于等于0.2mm的深度，不然就很难操作了。

如果深度不够，破坏传输线的链接就得不偿失了，板子都要报废。所以我们在设计叠层的时候就要预留背钻的深度，再根据总厚度分配其他层的厚度，然后再计算微带线宽了。

还有一点，背钻是机械钻孔，而且是在原孔位二次钻孔，所以难免跟原始孔位产生偏离，所以我们设计背钻孔的时候，尽量保证四周最好不要有其他网络的过孔也做背钻，这样大大增加了加工风险。

但是更多的设计参数就需要跟板厂交流了，作为电子工程师，我们必须了解板厂或者其他外协企业有些什么特殊工艺可以帮助我们完善产品性能，降低研发周期，提高工作效率，来达到我们做出良好产品的目的。

原创：卧龙会 馒头

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