PCB為啥現在行業越來越流行“淺背鉆”了？
發布時間：2025-08-18 15:47
偷偷地跟大伙說，在PCB加工上做過最出格的事，就是哪怕只有10mil-stub（殘樁）的過孔，我都硬著頭皮要求板廠給我去做背鉆。。。 高速先生成員--黃剛
毫無疑問，信號速率已經是灰常灰常高了，過孔對信號質量的影響在以往文章中已經分享過太多太多。過孔一身都是坑，其中最大的那個就是它的stub影響。一個有stub的過孔衰減的上限可能是大家想象不到的，1dB，5dB，10dB，20dB甚至更大都有可能。
So，一套專門為提升有stub的過孔性能的加工工藝就應運而生了，那就是背鉆，簡單的流程就像下面這樣了。
當然，我們也知道，本身常規的板子是不需要背鉆的，突然增加這樣一個工藝流程，加錢是難免的事情。因此精明的硬件朋友們就學會了根據高速信號速率的不同來決定是否需要背鉆和哪些層背鉆，哪些層就不用背鉆了。簡單定性來說就是，速率低就能允許過孔的stub長，速率高就需要stub短，當然高速先生在很多場合上也大概把速率和stub長度的關系量化過，還不知道的粉絲可以去問問身邊知道的同事了，哈哈。
由于多一層背鉆，就要多花一層的錢，所以大多數客戶都會覺得在不算非常高的速率下，例如25Gbps左右，可能超過25mil以上stub的過孔才會去背鉆。例如下面的連接器過孔案例，在這一層出線層的情況下，過孔stub是25mil。
這個時候我們來考慮背鉆和不背鉆的影響，背鉆后留下的stub是10mil，模型的示意圖如下所示：
然后從結果上看差異是非常明顯的，TDR阻抗差異超過10個歐姆，回波損耗也差了接近10個dB。說明背鉆工藝對過孔性能的改善幫助很大很大。。。
從上面的結果能看到，25mil不背鉆結果當然不是很好，背鉆之后哪怕剩下10mil其實結果都能接近完美了，看起來的確和我們想象的一樣，如果本身就只有10mil的stub，那還背鉆個啥，又省錢又不會為難板廠，一舉兩得！
那問題來了，如果真的只有10mil的stub的話，到底值不值得背鉆呢？那我們把上面那個模型的走線層換到更靠下的層去走，過孔的stub就10mil出頭的樣子，如下所示：
在不背鉆的情況下，仿真得到的TDR阻抗結果是85歐姆左右，感覺還行啊，能接受！
這個時候我們來硬要板廠幫我們做背鉆，本來是10mil出頭，讓板廠鉆掉幾個mil，保證最后是8mil的stub，就像下面這個動圖展示的背鉆過程一樣！
最后做出來的這個效果就是背鉆后剩下8mil stub的模型了。
無非也只是少了3mil左右的stub，能比不背鉆好多少，能差出0.5歐姆都頂天了吧。這下恐怕要讓大家失望了，背鉆后過孔的阻抗從不背鉆的85歐姆左右提升到快接近90歐姆了，足足差不多有5歐姆的提升！！！
這。。。就有點驚掉下巴了啊，就差幾個mil的stub，能差出快5歐姆的情況？中間是不是有什么誤會啊？
誤會可能沒有，認知不同是有的。我猜你們認為的只差3個mil的stub長度說的是下面這種情況，那就是把底層焊盤去掉，僅減小過孔stub長度的這個模型吧？
的確如你們之前想象的一樣，如果只減小過孔stub長度的話，8mil的stub和10mil多的stub對過孔阻抗的影響的確微乎其微，可能0.2歐姆都沒有！
從三者回波損耗的結果對比也能看到幾個結論：不背鉆的影響在25Gbps之前性能差別的確不大，但是在25Gbps之后其實惡化是很厲害的。哪怕只鉆掉焊盤，不減小過孔stub的改善也是非常明顯的，還有就是從結果來看，單純只差幾個mil的stub影響是非常小的哈。
這種小于10mil的過孔stub的背鉆我們在PCB加工行業內就稱為淺背鉆，如下圖所示，淺背鉆主要就是為了去掉底層焊盤的影響，其次才是希望讓stub再短幾個mil。
最后總結下哈：這個地方的影響無論是從SI性能還是加工方面看，都很容易被忽略，尤其當我們的通道走到了像112Gbps以上的超高速率下，影響是不小的。同時對于板廠加工也是會增加一丟丟難度，畢竟要鉆的過孔深度很短，一不留神就鉆過了或者壓根沒鉆到，所以也需要對PCB板廠的加工能力有一定的要求哈。我們板廠去做這個事情當然沒有問題，關鍵是在于各位硬件或者PCB設計，包括SI的小伙伴們有沒有意識到這個地方對高頻的影響，從而找我們的板廠去做這個淺背鉆而已！
問題：大家對自己產品的過孔要不要去做背鉆工藝，都是怎么考慮的啊？
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