حلقه حلقوی در PCB | راهنمای جامع

حلقه‌های حلقوی بخش مرکزی برد مدار چاپی محسوب می‌شوند که ساختاری دایره‌ای شکل از مس ساخته شده و روی برد سوراخ‌کاری می‌شوند. اندازه و ابعاد این سوراخ‌ها برای طراحی بردهای مدار چاپی مهم است و به ... کمک می‌کند. از هرگونه نقص در برد جلوگیری کنید. از پشته‌های چندلایه برای طراحی پیچیدگی‌های بردها استفاده می‌شود. اتصال پدهای مسیر لایه‌ها با ایجاد سوراخ‌های کوچک به نام via وجود دارد. این حلقه به ایجاد اتصالات الکتریکی خوب بین دو لایه مختلف از طریق پدهای مسی کمک می‌کند. در این صفحه نحوه ساخت این حلقه‌ها و اهمیت آنها برای برد PCB مورد بحث قرار خواهد گرفت. بیایید شروع کنیم.

حلقه حلقوی چیست؟

بردهای PCB بر اساس لایه‌های پیکربندی شده، انواع مختلفی دارند، از جمله تک لایه، دو لایه و چند لایه. روی برد، لایه‌ها یا مسیرهای مسی وجود دارد که اجزای مختلف برای ایجاد پروژه‌ها و مدارها به آنها متصل می‌شوند.

اما برای بردهای چند لایه، لایه‌های مختلف با ایجاد سوراخ‌های کوچکی به نام ویا (via) به هم متصل می‌شوند. ویاها برای رسانایی برد برای لایه‌های مختلف و رسانایی دقیق برد مهم هستند. مس در اطراف سوراخ‌ها اعمال می‌شود و مس اطراف سوراخ‌ها به عنوان یک حلقه حلقوی شناخته می‌شود.

حداقل ابعاد حلقه‌ای یک میلی‌لیتر است. اما می‌تواند با توجه به ابعاد برد، مقادیر عرض متفاوتی داشته باشد. برای اتصال الکتریکی مناسب و پایدار روی برد، ویژگی‌های طراحی و ساخت حلقه‌های حلقه‌ای باید در نظر گرفته شود.

ساختار حلقه‌های حلقوی

حلقه حلقوی بیرونی (OAR)

· آنها در لایه خارجی برد PCB قرار دارند و به راحتی قابل مشاهده هستند. به نصب قطعات کمک می‌کنند و پایه‌های قطعات را به مسیرهای برد متصل می‌کنند. آنها دارای ویژگی‌های لحیم‌کاری خوبی هستند و اتصالات الکتریکی و پشتیبانی مکانیکی خوبی ارائه می‌دهند.

· حداقل عرض برای حلقه های حلقوی روی لایه های خارجی تخته، 0.05 میلی متر است.

این فرمول برای اندازه‌گیری حلقه بیرونی حلقوی استفاده می‌شود:

حلقه حلقوی لایه بیرونی = (قطر پد لایه بیرونی - قطر سوراخ آبکاری شده) / 2

حلقه حلقوی لایه داخلی (IAR)

· این حلقه‌های حلقوی در لایه‌های داخلی بردهای چندلایه وجود دارند. آن‌ها به ایجاد اتصال لایه‌های مختلف از طریق مسیرها کمک می‌کنند. برای اتصال مناسب لایه‌های داخلی، آیا ترازبندی دقیقی انجام شده است؟

حلقه حلقوی لایه داخلی = (قطر پد لایه داخلی - قطر سوراخ آبکاری شده) / 2

حلقه حلقوی تکمیل شده (FAR)

· ناحیه بین لبه خارجی پد لحیم و سوراخ لحیم، حلقه حلقوی تکمیل شده نامیده می‌شود. به دلیل سوراخ‌های ایجاد شده از حلقه‌های حلقوی کم و بیش خارج از مرکز، می‌توانند شکسته شوند. این امر بر اساس قطر خارجی پد لحیم بر قطر سوراخ است.

حلقه حلقه ای اشکی

این نوع حلقه حلقوی به شکل قطره اشک است. برای اتصال لبه‌های خارجی، به جای ایجاد یک دایره کامل، مس اضافی اضافه شده است. استفاده از مس اضافی، استحکام حلقه را افزایش می‌دهد.

· ویژگی اصلی این حلقه‌های حلقوی این است که اگر مته در زمان سوراخکاری کمی از محل خود عبور کند، می‌تواند فرصتی برای حذف مس و تأثیرگذاری بر اتصال داشته باشد.

· این نوع حلقه حلقوی همچنین ترک خوردگی روی مس نازک را به حداقل می رساند.

· همچنین تنش مکانیکی یا حرارتی را کنترل می‌کند و از هرگونه ناهمراستایی در سوراخ مته جلوگیری می‌کند.

اندازه حلقه حلقوی

اندازه حلقه حلقوی برای ایجاد اتصالات الکتریکی دقیق بردها و پایداری طراحی بسیار مهم است. حلقه حلقوی مناسب برای ایجاد صحیح اتصالات لحیم کاری، جلوگیری از هرگونه خطا در زمان سوراخکاری و همچنین کاهش احتمال بلند شدن پد مهم است. اندازه حلقه حلقوی تأثیر مستقیمی بر عملکرد اتصال لحیم، رسانایی و استحکام برد، به ویژه برای مسیر عبور از سوراخ دارد.

اندازه مناسب حلقه‌ها، پوشش آبکاری یکنواختی را فراهم می‌کند و مشکلات مختلفی مانند حفره‌ها یا لایه‌های نازک مس را کنترل می‌کند.

برخی از پارامترهای مورد استفاده برای حلقه‌های حلقوی عبارتند از:

·  قطر خارجی: این قطر کلی پد با حلقه و سوراخ حلقوی است.

·  قطر سوراخ حفر شده: این قطر، سوراخی است که روی برد حفر شده است.

·  عرض حلقه حلقوی (W): این فاصله شعاعی بین لبه سوراخ حفر شده و لبه بیرونی پد است.

نحوه محاسبه اندازه حلقه

اندازه حلقه حلقوی به معنای عرض حلقه ساخته شده از یک نقطه خارجی از طریقه است. حلقه‌های حلقوی از طریقه به سمت بیرون حرکت می‌کنند و بر اساس برد، عرض مشخصی دارند. این فرمول برای اندازه‌گیری اندازه حلقه حلقوی استفاده می‌شود:

حلقه حلقوی = (قطر پد – قطر سوراخ نهایی) / ۲

قطر پد بر اساس سطح برد طبق IPC-2221 است. یعنی: سطح A: 24 میلیون سطح B: 20 میلیون سطح C: 16 میلیون

قطر سوراخ نهایی، اندازه ویا یا قطر آن است.

اندازه حلقه حلقوی برابر با نصف اختلاف بین دو قطر است.

حداقل اندازه حلقه حلقوی برای برد مدار چاپی تک لایه 0.05 میلی متر است.

حلقه حلقوی برد چند لایه برای لایه‌های داخلی 0.1 میلی‌متر و برای لایه‌های خارجی 0.05 میلی‌متر است.

مشکلات رایج با PCB حلقه‌ای

تانژانت

این اتفاق زمانی می‌افتد که به اشتباه، سوراخی را دور از مرکز ایجاد می‌کنیم. اگر سوراخی خارج از مرکز وجود داشته باشد که لبه پد را به هم متصل می‌کند، به این معنی است که مشکل مماس وجود دارد. علت دیگر این است که قطر حلقه حلقوی مطابق با سوراخ نیست.

برک آوت

این نوع مماس بالاتر است و زمانی رخ می‌دهد که سوراخی ایجاد شود که از حلقه حلقوی خارج شود. بنابراین حلقه حلقوی بریده می‌شود و منجر به شکست می‌شود. برای حل این مشکل، دستگاه را دوباره تنظیم کنید.

شکستن

به دلیل استفاده زیاد یا در زمان سوراخکاری، حلقه‌های حلقوی آسیب می‌بینند که به آن پارگی می‌گویند. برای جلوگیری از این مشکل، از مواد اولیه باکیفیت و پدهای مسی ضخیم استفاده کنید.

بلند کردن پد

اگر پد در امتداد حلقه حلقوی از زیرلایه PCB جدا شود، باعث بلند شدن پد می‌شود. این مشکل در نتیجه چرخه حرارتی و فشار مکانیکی ایجاد می‌شود. برای حل این مشکل، از مواد و فرآیندهایی استفاده کنید که چسبندگی ایجاد می‌کنند و از تولید گرمای زیاد هنگام ساخت برد جلوگیری می‌کنند.

بهترین شیوه‌ها در طراحی حلقه حلقوی PCB

1. ملاحظات طراحی

· پهنای حلقه حلقوی باید طبق طراحی دقیق باشد. به طور معمول، ضخامت برای مصارف استاندارد 0.15 میلی متر است، اما می توان آن را با توجه به لایه تخته و ضخامت تنظیم کرد.

· قطر پد باید در مقایسه با قطر سوراخ بیشتر باشد. معمولاً ۱.۵ برابر قطر مته.

۲. دقت حفاری

· بر اساس پارامترهای حلقه حلقوی، نیاز به اندازه مته مناسب وجود دارد. برای جلوگیری از ایجاد پلیسه، از مته‌های با کیفیت بالا استفاده کنید. این برای حفظ عرض مناسب حلقه حلقوی مناسب است.

نتیجه

حلقه‌های حلقوی عامل اصلی در طراحی برد PCB هستند که اتصالات الکتریکی و مکانیکی دقیقی را برای اجزای مختلف متصل فراهم می‌کنند. طراحی دقیق این حلقه‌ها برای عملکرد صحیح برد بهترین گزینه است و طراحی آنها تحمل تولید برد را برای رعایت قوانین مختلف صنعت برای حفظ کیفیت برد دارد. پیکربندی دقیق این حلقه‌ها به ارائه بردی با استحکام بالا که با فناوری سوراخ‌کاری ساخته شده است، کمک می‌کند. برای طراحی مدار با سرعت بالا، آنها برای تطبیق امپدانس و ارائه سیگنال‌های با کیفیت بالا مهم هستند.

درباره PCBasic

زمان در پروژه‌های شما حکم پول را دارد – و PCBasic آن را دریافت می کند. PCاساسی هست یک شرکت مونتاژ PCB که هر بار نتایج سریع و بی‌نقصی ارائه می‌دهد. خدمات جامع ما خدمات مونتاژ PCB شامل پشتیبانی مهندسی متخصص در هر مرحله، تضمین کیفیت برتر در هر تخته. به عنوان یک پیشرو سازنده مونتاژ PCB, ما یک راهکار جامع ارائه می‌دهیم که زنجیره تأمین شما را ساده می‌کند. با تیم پیشرفته ما همکاری کنید کارخانه نمونه اولیه PCB برای تحویل سریع و نتایج عالی که می‌توانید به آنها اعتماد کنید.