Prstencové kroužky jsou považovány za centrální část desky plošných spojů, což je kruhová struktura vyrobená z mědi a vyvrtaná do desky. Velikost a rozměry těchto otvorů jsou důležité pro návrh desek plošných spojů a pomáhají aby se zabránilo jakýmkoli poruchám na desce. Vícevrstvé vrstvy se používají k návrhu složitých desek. Existuje spojení trackpadů vrstev vytvořené vrtáním malých otvorů, nazývaných průchodky (via). Tento kroužek pomáhá vytvářet dobré elektrické spojení mezi dvěma různými vrstvami pomocí měděných plošek. Tato stránka pojednává o tom, jak se tyto kroužky vyrábějí a jaký je jejich význam pro desku plošných spojů. Začněme.
Co je to prstencový kroužek?
Desky plošných spojů se dodávají v různých typech podle konfigurovaných vrstev, včetně jednoduchých, dvojitých a vícevrstvých. Na desce jsou naneseny měděné vrstvy neboli vodiče, kde jsou připojeny různé součástky pro vytváření projektů a obvodů.
U vícevrstvých desek jsou však různé vrstvy propojeny malými otvory nazývanými průchody (via). Průchody jsou důležité pro vodivost desky pro různé vrstvy a pro přesnou vodivost desky. Kolem otvorů je nanesena měď a měď kolem otvorů je známá jako prstenec.
Minimální rozměry prstence jsou jeden mil. V závislosti na rozměrech desky se však mohou vyskytovat různé hodnoty šířky. Pro správné a stabilní elektrické připojení na desce je nutné zohlednit konstrukční a výrobní vlastnosti prstencových kroužků.
Struktura prstencových kroužků
Vnější prstenec (OAR)
· Nacházejí se na vnější vrstvě desky plošných spojů a jsou snadno viditelné. Pomáhají s montáží součástek a propojují vývody součástek s vodivými vodiči na desce. Mají dobré vlastnosti pro pájení a nabízejí dobré elektrické spojení a mechanickou oporu.
· Minimální šířka prstencových kroužků na vnějších vrstvách desky je 0.05 mm.
· Tento vzorec se používá pro měření vnějšího prstence:
Prstencový kroužek vnější vrstvy = (průměr podložky vnější vrstvy – průměr pokoveného otvoru)/2
Vnitřní vrstva prstencového kroužku (IAR)
· Tyto prstencové kroužky se nacházejí ve vnitřních vrstvách vícevrstvých desek. Pomáhají vytvářet spojení různých vrstev pomocí průchodů. Je pro správné spojení vnitřních vrstev provedeno přesné zarovnání?
Prstencový kroužek vnitřní vrstvy = (průměr podložky vnitřní vrstvy – průměr pokoveného otvoru)/2
Hotový prstenec (FAR)
· Oblast mezi vnějším okrajem pájecí plošky a pájecím otvorem se nazývá hotový prstenec. V důsledku vyvrtaných otvorů z více či méně mimo středových prstenců se mohou tyto zlomit. To závisí na poměru vnějšího průměru pájecí plošky k průměru otvoru.
Prstencový prstenec ve tvaru slzy
· Tento typ prstencového kroužku má tvar slzy. Pro spojení vnějších okrajů byla přidána další měď namísto vytvoření úplného kruhu. Použití další mědi zvyšuje pevnost kroužku.
· Hlavním rysem těchto prstencových kroužků je, že pokud se vrták při vrtání mírně odchýlí, může dojít k odstranění mědi a ovlivnění spojení.
· Tento typ prstencového kroužku také minimalizuje praskání na tenké mědi.
· Také kontroluje mechanické nebo tepelné namáhání a zabraňuje jakýmkoli nesouosostem ve vyvrtaném otvoru.
Velikost prstencového prstenu
Velikost prstence je důležitá pro přesné elektrické spojení desek a stabilitu návrhu. Správný prstenec je důležitý pro správné pájení spojů, zabraňuje chybám při vrtání a také snižuje pravděpodobnost nadzvednutí kontaktní plošky. Velikost prstence má přímý vliv na fungování pájeného spoje, vodivost a pevnost desky, zejména u průchozích otvorů.
Správná velikost kroužků zajišťuje rovnoměrné pokrytí pokovením a řeší různé problémy, jako jsou dutiny nebo tenké vrstvy mědi.
Některé parametry používané pro prstencové kroužky jsou
· Vnější průměr: Je to celkový průměr destičky s prstencem a otvorem.
· Průměr vyvrtaného otvoru: Tento průměr je otvor vyvrtaný na palubě.
· Šířka prstence (Š): Je to radiální vzdálenost mezi okrajem vyvrtaného otvoru a vnějším okrajem destičky.
Jak vypočítat velikost prstence
Velikost prstence znamená šířku prstence vytvořeného z vnějšího bodu průchodu. Prstence se pohybují směrem ven od průchodu a mají určitou šířku v závislosti na desce plošných spojů. Pro měření velikosti prstence se používá tento vzorec:
Prstencový kroužek = (průměr podložky – průměr hotového otvoru) / 2
Průměr kontaktní plošky je založen na úrovni desky dle IPC-2221. To znamená: Úroveň A: 24 mil, Úroveň B: 20 mil, Úroveň C: 16 milionů.
Konečný průměr otvoru je velikost průchodu nebo jeho průměr.
Velikost prstence je polovina rozdílu mezi dvěma průměry.
Minimální velikost prstence pro jednovrstvou desku je 0.05 mm.
Prstencový kroužek vícevrstvé desky pro vnitřní vrstvy je 0.1 mm a pro vnější vrstvy 0.05 mm.
Běžné problémy s deskami plošných spojů s prstencovým kroužkem
Tečnost
K tomu dochází, když omylem vyvrtáme otvor mimo střed. Pokud je k okraji destičky připojován otvor mimo střed, znamená to, že se jedná o problém s tečnou rovinou. Další příčinou je, že průměr prstence neodpovídá otvoru.
Vypuknout
Jedná se o vyšší typ tečny, která vzniká při vrtání otvoru vycházejícího z prstence. Prstencový kroužek se tedy odřízne a dojde k vylomení. Chcete-li tento problém vyřešit, seřiďte stroj.
Prasknutí
V důsledku rozsáhlého používání nebo při vrtání se prstencové kroužky poškozují, což je známé jako prasknutí. Abyste se tomuto problému vyhnuli, používejte kvalitní suroviny a silné měděné podložky.
Pad Lifting
Pokud je kontaktní ploška podél prstencového kroužku odpojena od substrátu desky plošných spojů, způsobí to problém s jejím nadzvednutím. To je důsledek tepelných cyklů a mechanického namáhání. K vyřešení tohoto problému použijte materiály a procesy, které zajišťují přilnavost a zabraňují vysoké produkci tepla při výrobě desky.
Nejlepší postupy při návrhu prstencových kroužků na deskách plošných spojů
1. Úvahy o designu
· Šířka prstence musí být přesná podle návrhu. Obvykle je tloušťka pro standardní použití 0.15 mm, ale lze ji nastavit podle vrstvy a tloušťky desky.
· Průměr podložky musí být větší než průměr otvoru. Obvykle 1.5krát větší než je průměr vrtáku.
2. Přesnost vrtání
· Je nutné zvolit správnou velikost vrtáku na základě parametrů prstence. Abyste se vyhnuli tvorbě otřepů, používejte vysoce kvalitní vrtáky. To je dobré pro udržení správné šířky prstence.
Závěr
Prstencové kroužky jsou hlavním faktorem, který pomáhá při návrhu desky plošných spojů (PCB), což zajišťuje přesné elektrické a mechanické spojení pro různé připojené součástky. Přesný návrh těchto kroužků je nejlepší pro správné fungování desky a jejich konstrukce má toleranci pro výrobu desek, aby splňovala různá průmyslová pravidla pro zachování kvality desky. Přesná konfigurace těchto kroužků pomáhá zajistit vysoce pevnou desku vyrobenou technologií průchozích otvorů. Pro návrh vysokorychlostních obvodů jsou důležité pro přizpůsobení impedance a poskytují vysoce kvalitní signály.
O PCBasicu
Čas jsou ve vašich projektech peníze – a PCBasic chápe PCBasic je Firma pro montáž desek plošných spojů který pokaždé přináší rychlé a bezchybné výsledky. Náš komplexní Montážní služby PCB zahrnují odbornou technickou podporu v každém kroku, což zajišťuje špičkovou kvalitu každé desky. Jako přední Výrobce sestav plošných spojů, Nabízíme komplexní řešení, které zefektivní váš dodavatelský řetězec. Spolupracujte s naší pokročilou Továrna na prototypy plošných spojů pro rychlé vyřízení a vynikající výsledky, na které se můžete spolehnout.
