5 aspetti che devi conoscere sul backplane

Che cos'è il backplane?

In senso ampio, il backplane è anche un tipo di PCB (Printed Circuit Board). Più precisamente, il backplane è un tipo di scheda madre che ospita schede figlie o line card per realizzare funzioni personalizzate. La funzione principale del backplane è “trasportare” le schede e distribuire funzioni, tra cui alimentazione elettrica, segnali ecc., a ciascuna scheda figlia affinché si possano ottenere un’adeguata connessione elettrica e trasmissione del segnale. Lavorando insieme alle schede collegate, il backplane è in grado di far funzionare l’intero sistema in modo logico e fluido.

Al giorno d’oggi, con l’aumento dell’integrazione dei componenti IC (circuiti integrati) e del numero di I/O, insieme ai progressi nella tecnologia di assemblaggio elettronico, all’alta frequenza di trasmissione dei segnali e all’elevata velocità di digitalizzazione, i dispositivi elettronici richiedono un aggiornamento orientato allo sviluppo ad alta velocità. Di conseguenza, il backplane deve svolgere funzioni quali il supporto di schede figlie funzionali, la trasmissione dei segnali e la trasmissione dell’alimentazione. Allo stesso tempo, le caratteristiche del backplane devono essere specifiche e ben definite, e dovrebbero emergere nei seguenti aspetti: numero di strati, spessore, numero di vias, elevata richiesta di affidabilità, alta frequenza, qualità della trasmissione del segnale ad alta velocità, ecc.

Attributi del backplane

Il backplane è stato un tipo di prodotto con una natura di specializzazione quando si tratta difabbricazione PCBindustria. Pertanto, il backplane presenta più specializzazioni rispetto ai normali PCB.

•Più spesso

Il backplane di solito presenta un numero maggiore di strati ed è progettato per trasmettere segnali ad alta velocità. Quando nel backplane vengono inserite schede applicative ad alto consumo, lo strato di rame deve essere sufficientemente spesso per fornire la corrente necessaria. Tutti gli elementi menzionati portano il backplane a essere più spesso dei normali PCB.

•Più pesante

Non è difficile capire che schede più spesse porteranno sicuramente a un peso elevato. Inoltre, un alto volume di rame aumenta anche il peso del backplane.

•Maggiore capacità termica

Poiché il backplane è più spesso e più pesante dei normali PCB, esso presenta di conseguenza una maggiore capacità termica.

•Maggiore numero di fori di perforazione

A causa della struttura complessa e dell’implementazione delle funzioni, il backplane deve realizzare un numero maggiore di connessioni elettriche e trasmissioni di segnale, entrambe dipendenti da un gran numero divias cieche/interrateDi conseguenza, il backplane deve contenere un numero maggiore di fori di perforazione o vias per contribuire al raggiungimento delle funzionalità.

Focus sulla fabbricazione del backplane

A causa della maggiore complessità e della necessità di un backplane, i backplane devono essere prodotti con particolare attenzione e con tecnologie specifiche.

•Saldatura a rifusione

Poiché i backplane sono più spessi e pesanti delle schede ordinarie, il calore sui backplane è più difficile da dissipare dalla scheda. In altre parole, i backplane impiegano più tempo a raffreddarsi dopo la saldatura a rifusione. Di conseguenza, il forno di saldatura a rifusione deve essere potenziato per fornire ai backplane più tempo per raffreddarsi. Inoltre, è necessario forzare l’uso del raffreddamento ad aria all’uscita del forno di saldatura a rifusione per raffreddare i backplane.

•Pulizia

Poiché i backplane sono più spessi e presentano un numero maggiore di fori di perforazione o vias rispetto ai normali circuiti stampati, si verifica spesso la fuoriuscita del fluido di lavorazione. Pertanto, è estremamente importante pulire i fori di perforazione con una macchina di lavaggio ad alta pressione, in modo da impedire al fluido di lavorazione di rimanere nei fori di perforazione o nei vias.

•Allineamento del livello

A causa del maggior numero di strati e di fori di perforazione, l’allineamento degli strati è quindi molto difficile da ottenere. Di conseguenza, l’allineamento degli strati deve essere eseguito con grande attenzione e con tecnologie avanzate durante il processo di fabbricazione del backplane.

•Assemblaggio dei componenti

Tradizionalmente, i componenti passivi tendono a essere collocati sui backplane per motivi di affidabilità. Tuttavia, i componenti attivi come i BGA (Ball Grid Array) sono sempre più spesso progettati sui backplane per consentire alle schede attive di mantenersi a un costo fisso. Gli assemblatori di componenti dovrebbero essere in grado di posizionare condensatori e resistori più piccoli e componenti in package di silicio. Inoltre, le grandi dimensioni dei backplane richiedono piattaforme di assemblaggio più grandi.

Tendenza di sviluppo del backplane

Con il passaggio della comunicazione di rete e della trasmissione dei dati verso modalità ad alta velocità e ad alto volume, i backplane dovranno svilupparsi verso grandi dimensioni, un numero ultra elevato di strati e un elevato spessore, svolgendo il ruolo di nodo chiave nella trasmissione di rete. Di conseguenza, la fabbricazione dei backplane diventerà più complessa e saranno richiesti requisiti più rigorosi per la produzione dei circuiti stampati per backplane, come lo spessore del backplane, le sue dimensioni, il numero di strati, l’allineamento, la profondità di back drilling e lo stub, la profondità di foratura per elettrodeposizione, ecc. In sintesi, tutte le suddette aspettative porranno enormi sfide ai produttori di PCB in futuro.

Un backplane è una dorsale PCB ad alte prestazioni che collega le schede figlie per consentire la distribuzione dell’alimentazione e il trasferimento di segnali ad alta velocità. Progettato per gestire la complessità, integra strati spessi, vias ad alta densità, elevata capacità termica e rigorosi requisiti di produzione, superando sfide quali la gestione termica, l’allineamento di precisione e una meticolosa pulizia.

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