Gli anelli anulari sono considerati la parte centrale del circuito stampato, una struttura circolare in rame forata sulla scheda. Le dimensioni di questi fori sono importanti per la progettazione dei circuiti stampati, contribuendo a Evitare qualsiasi malfunzionamento sulla scheda. Gli stack multistrato vengono utilizzati per progettare componenti complessi delle schede. Esiste la connessione dei track pad degli strati realizzata tramite fori di piccole dimensioni chiamati via. Questo anello aiuta a realizzare buone connessioni elettriche tra due strati diversi tramite piazzole di rame. Questa pagina discuterà come vengono realizzati questi anelli e la loro importanza per la scheda PCB. Iniziamo.
Cos'è un anello anulare?
Le schede PCB sono disponibili in diverse tipologie in base al tipo di strati configurati, tra cui singolo, doppio e multistrato. Sulla scheda sono presenti strati o tracce di rame applicati dove i diversi componenti vengono collegati per creare progetti e circuiti.
Ma nelle schede multistrato, i diversi strati sono collegati tra loro tramite piccoli fori chiamati via. I via sono importanti per la conduttività della scheda per i diversi strati e per la sua precisione. Attorno ai fori viene applicato del rame, che viene chiamato anello anulare.
Le dimensioni minime degli anelli sono di un mil. Tuttavia, possono avere larghezze diverse a seconda delle dimensioni della scheda. Per una connessione elettrica corretta e stabile a bordo, è necessario considerare le caratteristiche di progettazione e produzione degli anelli.
Struttura degli anelli anulari
Anello anulare esterno (OAR)
· Si trovano sullo strato esterno del PCB e sono facilmente visibili. Contribuiscono al montaggio dei componenti e collegano i terminali dei componenti alle piste della scheda. Offrono buone caratteristiche di saldatura e offrono buone connessioni elettriche e supporto meccanico.
· La larghezza minima degli anelli anulari sugli strati esterni della tavola è di 0.05 mm.
· Questa formula viene utilizzata per le misurazioni dell'anello anulare esterno:
Anello anulare dello strato esterno = (diametro del cuscinetto dello strato esterno – diametro del foro placcato)/2
Anello anulare dello strato interno (IAR)
· Questi anelli anulari sono presenti negli strati interni delle schede multistrato. Aiutano a realizzare connessioni tra i diversi strati attraverso i fori di via. Per una corretta connessione degli strati interni, è necessario un allineamento accurato?
Anello anulare dello strato interno = (diametro del cuscinetto dello strato interno – diametro del foro placcato)/2
Anello anulare finito (FAR)
· L'area compresa tra il bordo esterno della piazzola di saldatura e il foro di saldatura è chiamata anello anulare finito. A causa dei fori praticati da anelli anulari più o meno decentrati, questi possono rompersi. Questo si basa sul rapporto tra il diametro esterno della piazzola di saldatura e il diametro del foro.
Anello anulare a goccia
· Questo tipo di anello anulare ha una forma a goccia. Per unire i bordi esterni, è stato aggiunto rame extra anziché creare un cerchio completo. L'uso di rame extra aumenta la resistenza dell'anello.
· La caratteristica principale di questi anelli anulari è che se la punta del trapano si sposta leggermente durante la foratura, potrebbe rimuovere il rame e compromettere la connessione.
· Questo tipo di anello anulare riduce al minimo anche le crepe nel rame sottile.
· Controlla inoltre le sollecitazioni meccaniche o termiche ed evita qualsiasi disallineamento nel foro di perforazione.
Dimensione dell'anello anulare
Le dimensioni dell'anello anulare sono fondamentali per la precisione delle connessioni elettriche delle schede e per la stabilità del progetto. Un anello anulare di dimensioni adeguate è fondamentale per realizzare correttamente i giunti di saldatura, evitando errori in fase di foratura e riducendo il rischio di sollevamento delle piazzole. Le dimensioni dell'anello hanno un effetto diretto sulla funzionalità del giunto di saldatura, sulla conduttività e sulla resistenza della scheda, in particolare per i fori passanti.
La dimensione corretta degli anelli garantisce una copertura uniforme della placcatura e gestisce diversi problemi, come vuoti o strati sottili di rame.
Alcuni parametri utilizzati per gli anelli anulari sono
· Diametro esterno: È il diametro complessivo del tampone con anello anulare e foro.
· Diametro del foro praticato: Questo diametro è un foro praticato a bordo.
· Larghezza dell'anello anulare (W): È la distanza radiale tra il bordo del foro praticato e il bordo esterno del tampone.
Come calcolare la dimensione anulare
La dimensione dell'anello anulare indica la larghezza dell'anello ricavato da un punto esterno del foro passante. Gli anelli anulari si estendono verso l'esterno del foro passante e hanno una larghezza specifica in base alla scheda. Questa formula viene utilizzata per misurare la dimensione dell'anello anulare:
Anello anulare = (diametro tampone – diametro foro finito) / 2
Il diametro del pad si basa sul livello della scheda secondo lo standard IPC-2221. Ovvero: Livello A: 24 milioni, Livello B: 20 milioni, Livello C: 16 milioni.
Il diametro del foro finito è la dimensione del foro passante o il suo diametro.
La dimensione dell'anello anulare è pari alla metà della differenza tra 2 diametri.
La dimensione minima dell'anello anulare per un pannello monostrato è 0.05 mm.
L'anello anulare del pannello multistrato è di 0.1 mm per gli strati interni e di 0.05 mm per gli strati esterni.
Problemi comuni con i PCB ad anello anulare
Tangenza
Questo accade quando, per errore, si esegue un foro fuori centro. Se il foro è decentrato rispetto al bordo della pastiglia, significa che c'è un problema di tangenza. Un'altra causa è che il diametro dell'anello anulare non è in linea con il foro.
Scoppiare
Si tratta di un tipo di tangente più elevato e si verifica quando si esegue un foro che fuoriesce dall'anello anulare. In questo modo, l'anello anulare viene tagliato e si verifica una rottura. Per risolvere questo problema, è necessario regolare nuovamente la macchina.
Esaurito
A causa dell'uso prolungato o durante la foratura, gli anelli anulari possono danneggiarsi, con conseguente rottura. Per evitare questo problema, è consigliabile utilizzare materie prime di qualità e piastre di rame spesse.
Sollevamento del cuscinetto
Se il pad lungo l'anello anulare si scollega dal substrato del PCB, si verifica un problema di sollevamento del pad. Questo è il risultato di cicli termici e stress meccanici. Per risolvere questo problema, è necessario utilizzare materiali e processi che garantiscano l'adesione ed evitino un'elevata produzione di calore durante la produzione della scheda.
Migliori pratiche nella progettazione di anelli anulari PCB
1. Considerazioni sulla progettazione
· La larghezza dell'anello anulare deve essere precisa in base al progetto. Normalmente, lo spessore è di 0.15 mm per usi standard, ma può essere impostato in base allo strato e allo spessore del pannello.
· Il diametro del tampone deve essere maggiore rispetto al diametro del foro. Normalmente, 1.5 volte la dimensione della punta.
2. Precisione di perforazione
· È necessario che la punta abbia una dimensione adeguata in base ai parametri dell'anello anulare. Per evitare la formazione di bave, utilizzare punte di alta qualità. Questo è utile per mantenere la corretta larghezza dell'anello anulare.
Conclusione
Gli anelli anulari sono il fattore principale che contribuisce alla progettazione della scheda PCB, garantendo connessioni elettriche e meccaniche precise per i diversi componenti collegati. La progettazione accurata di questi anelli è fondamentale per il corretto funzionamento della scheda e la loro progettazione prevede tolleranze tali da consentire alla produzione di schede di rispettare le diverse normative del settore, garantendone la qualità. La configurazione accurata di questi anelli contribuisce a realizzare schede ad alta resistenza realizzate con tecnologia through-hole. Per la progettazione di circuiti ad alta velocità, sono fondamentali per l'adattamento di impedenza e per la fornitura di segnali di alta qualità.
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