背鑽

定義

背鑽（back drilling）是高速 PCB 的控深二次鑽孔製程，用比原通孔略大的鑽頭從板背面移除不需要的 plated through hole 殘樁（via stub）。其目的不是新增導通孔，而是降低高速訊號在殘樁處產生的反射、共振與插入損耗。

在 224G / 256G SerDes、800G / 1.6T 光模組與 AI server switch / midplane PCB 中，通孔殘樁會放大訊號完整性問題，因此背鑽從高階板選配變成關鍵良率與性能製程。金像電 簡報將背鑽定義為「鑽掉不需要的銅層，並控制殘銅長度」，用途是提升高頻電訊穩定性與品質。

圖解

圖說：金像電簡報的背鑽示意，重點在移除非目標導通區的多餘銅壁並控制殘銅長度。

圖說：背鑽概念示意——左為一般通孔，Trace 以下的孔銅段標示為 Stub（殘銅）；右為 Backdrilled，鑽頭從背面把 Stub 鑽除。來源：中信投顧，2026-10-19（引自 iPCB）。

技術原理

• stub effect：訊號只需要在特定層間傳輸，但通孔仍貫穿整片板；未參與導通的孔段會形成殘樁，在高頻下造成反射與共振。
• 反射與延遲：殘樁可視為高速訊號路徑旁的未使用分支，訊號進入後再反射回主路徑，會拉長傳輸時間並惡化訊號完整性。
• 二次鑽孔：在全板電鍍後，用較大孔徑從背面鑽入，把多餘孔壁銅移除。
• 控深是核心：背鑽不足會留下殘樁，背鑽過深會傷到目標導通層；因此 Z 軸深度量測、板厚 / 內層位置補償與機台穩定性是關鍵。
• X/Y 對位：高密度板孔距縮小，CCD 對位降低孔偏與傷線風險。

世代精度要求與量測分工（中信投顧，2026-10-19）

• 兩項精度指標：(1) 對位度——業界要求背鑽孔徑在原孔徑加 6 mil（D+6 mil）以內，終端客戶尚未要求縮至 D+4 mil，短期非瓶頸；(2) 殘銅（Stub）長度——影響訊號品質的關鍵，客戶要求最嚴。
• NVIDIA 世代差異：Blackwell 世代 PCB 頻寬約 28GHz、背鑽殘銅要求 ±3 mil、殘銅共振頻率約 45GHz；Rubin 世代頻寬約 56GHz、要求 ±2 mil、共振頻率約 60GHz。傳輸速率由 112G 提升到 224G 後可容忍的 Stub 長度持續縮短。
• Z 軸深度是難點：AI PCB 面積擴大，壓合翹曲使板內各孔實際深度不同，單片大板孔數動輒上萬，固定深度背鑽難以控制在 ±2 mil；厚度量測儀（TM，Thickness Metrology，大量稱 Stub Mapper）在背鑽前逐孔量測內層銅層實際深度，將深度資料傳給背鑽機逐孔調整。分工為 CCD 負責 XY 對位、TM 負責 Z 軸深度。
• 採購比例：客戶 CCD 背鑽機：TM 採購比例由 8:1 升至 5–6:1，中信預期可望往 2:1 發展（analyst，中信心）。
• 設備面細節與 CCD 一鑽、成型機延伸見 技術_PCB鑽孔成型設備；公司面見 3167_大量（市）。

依規格分級的解決方案（維嘉科技 TPCA 論壇，2026-10-22）

來源：活動_TPCA維嘉背鑽與NichiasPTFE_珩石筆記_20261022（蘇州維嘉科技，PCB 鑽孔／成型／檢測設備商，中國未上市，庫內無公司頁；設備商自述，信心中）。

• NVIDIA 世代規格：Blackwell（2024）32–44 層、M7、Stub 4±2 mil、背鑽孔徑 D+5 mil；Rubin（2026）78–104 層、正交背板＋高密度 PCB、M9 CCL、全 PCB 無纜化，Stub 2±2 mil、D+5／D+4 mil。講者稱 Rubin 世代 D+5 已成常態（終端與 PCB 廠長時間協商結果），D+4 為推進目標。與上節中信（Blackwell ±3、D+6 為業界要求且 D+4 尚非瓶頸）口徑略有差異，屬不同來源與時點的並列，以各自出處為準。
• 難點：M8／M9 通孔難鑽（孔徑 0.2mm 以下、易斷針），板厚普遍超過 3.0mm 只能單片鑽；厚板壓合後翹曲與層間厚度波動放大 Stub 控制；一鑽孔位偏移若未逐孔修正，背鑽殘銅鑽除不淨，傳統 CCD 整板補償難以做到 D+4。
• Stub 控制分級：≥6±4 mil 用定深鑽或分區 Mapping（不改設計、效率低，每 1 小時背鑽約多 30–40 分鐘 Mapping）；5±3 mil 用逐孔板厚量測後補償（離線設備，無法滿足 ±2 mil）；2±2 mil 有兩條路：3D 背鑽（一鑽同步偵測參考層、效率好，但須修改 PCB 設計並取得終端認證）與光纖探針內層探測（不改設計、結果直觀，但效率稍慢、需較多設備）。
• 對準度分級：D+6 以 CCD 對位或分區補償；D+5／D+4 用離線孔位補償（一台量測機服務多台鑽機，適合舊產能升級，有二次定位風險，上限約 D+4）；D+3 需線上見孔鑽孔的高解析相機新鑽機，既有 CCD 鑽機無法直接升級。
• 檢測：Stub 與背鑽同心度最好過程全檢；終檢端客戶要求大批量板內阻抗數據並朝區域全檢化，板內插損測試頻率由 20GHz 往 65GHz 以上；VNA 搭飛針式自動阻抗測試設備取代人工 TDR 已大批量導入，但 VNA 約有 1% 波動，習慣 TDR 的客戶需適應。
• 終端動態：部分中高階客戶已接受 3D 背鑽，其他仍有疑慮；講者稱 NVIDIA、Google 過去設計未考慮此工藝，未來依需求逐步配合。光學探針因不改設計，接受度相對較高。
• 設備面含意（analyst 觀察）：背鑽流程每段多 1–2 台板厚量測、內層探測、孔偏檢查或缺陷檢查設備，終檢帶動自動阻抗測試機，為單價與台數雙重提升；對準度推進到 D+4 以下將帶動 CCD 鑽機汰換。追蹤：3D 背鑽終端認證進度、D+4／D+3 實際導入時程、台陸 HLC 廠量測與阻抗測試設備資本支出。

關鍵參數 / 判斷指標

關鍵廠商

應用場景

• AI server switch board、compute board、midplane / backplane
• 800G / 1.6T 光模組 PCB
• 224G / 256G SerDes 高速通道
• 高速網通 ASIC / switch ASIC 系統板

技術瓶頸 / 風險

• 背鑽改善的是通孔殘樁問題，不能取代材料低損耗、阻抗控制、mSAP 細線化或整體 SI 設計。
• 控深量測若速度慢或穩定性不足，可能成為產能瓶頸。
• 若設計改採盲孔 / 埋孔、HDI 或不同互連架構，部分通孔背鑽需求可能被結構性降低。

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