Os anéis anulares são considerados a parte central da placa de circuito impresso (PCB), sendo uma estrutura circular feita de cobre e perfurada na placa. O tamanho e as dimensões desses furos são importantes para o projeto das placas de circuito impresso, auxiliando na Evite qualquer mau funcionamento na placa. Pilhas multicamadas são usadas para projetar complicações em placas. A conexão dos trackpads das camadas é feita por meio da perfuração de pequenos furos chamados via. Esse anel ajuda a estabelecer boas conexões elétricas entre duas camadas diferentes por meio de pads de cobre. Esta página discutirá como esses anéis são feitos e sua importância para a placa PCB. Vamos começar.
O que é um anel anular?
As placas de circuito impresso (PCB) são de diferentes tipos, dependendo das camadas configuradas, incluindo camadas simples, duplas e múltiplas. Na placa, camadas ou trilhas de cobre são aplicadas onde diferentes componentes são conectados para criar projetos e circuitos.
Já nas placas multicamadas, as diferentes camadas são conectadas por meio de pequenos furos chamados vias. As vias são importantes para a condutividade da placa em diferentes camadas e para a precisão da condutividade da placa. Há cobre aplicado ao redor dos furos, e o cobre ao redor dos furos é conhecido como anel anular.
As dimensões mínimas dos anéis anulares são de 1 milésimo de polegada (1 milésimo de polegada), mas podem ter larguras diferentes, de acordo com as dimensões da placa. Para uma conexão elétrica adequada e estável a bordo, as características de projeto e fabricação dos anéis anulares devem ser consideradas.
Estrutura dos Anéis Anulares
Anel Anular Externo (OAR)
· Ficam na camada externa da placa PCB e podem ser facilmente visualizados. Ajudam na montagem dos componentes e conectam os fios dos componentes aos trilhos da placa. Possuem bons recursos de soldagem e oferecem boas conexões elétricas e suporte mecânico.
· A largura mínima para anéis anulares nas camadas externas da placa é de 0.05 mm.
· Esta fórmula é usada para medições de anéis anulares externos:
Anel anular da camada externa = (diâmetro da almofada da camada externa – diâmetro do furo revestido)/2
Anel Anular da Camada Interna (IAR)
· Esses anéis anulares existem nas camadas internas de placas multicamadas. Eles ajudam a conectar diferentes camadas por meio de vias. Para a conexão adequada das camadas internas, o alinhamento preciso é feito?
Anel anular da camada interna = (diâmetro da almofada da camada interna – diâmetro do furo revestido)/2
Anel Anular Acabado (FAR)
· A área entre a borda externa da almofada de solda e o furo de solda é chamada de anel anular acabado. Devido a furos perfurados de anéis anulares mais ou menos descentrados, eles podem ser quebrados. Isso se baseia na relação entre o diâmetro externo da almofada de solda e o diâmetro do furo.
Anel Anular em Forma de Lágrima
· Este tipo de anel anular vem em formato de lágrima. Para a conexão das bordas externas, foi adicionado cobre extra em vez de formar um círculo completo. O uso de cobre extra aumenta a resistência do anel.
· A principal característica desses anéis anulares é que se a broca passar um pouco para fora no momento da perfuração, ela pode ter a chance de remover o cobre e afetar a conexão.
· Este tipo de anel anular também minimiza rachaduras em cobre fino.
· Também controla o estresse mecânico ou térmico e evita qualquer desalinhamento no furo de perfuração.
Tamanho do Anel Anular
O tamanho do anel anular é essencial para a precisão das conexões elétricas das placas e para a estabilidade do projeto. O tamanho correto do anel anular é fundamental para a soldagem correta das juntas, evitando falhas no momento da perfuração e reduzindo as chances de levantamento da placa. O tamanho do anel anular tem efeito direto no funcionamento da junta de solda, na condutividade e na resistência da placa, especialmente em vias passantes.
O tamanho adequado dos anéis proporciona cobertura uniforme do revestimento e controla diferentes problemas, como vazios ou camadas finas de cobre.
Alguns parâmetros usados para anéis anulares são
· Diâmetro exterior: É o diâmetro total da pastilha com um anel anular e furo.
· Diâmetro do furo perfurado: Este diâmetro é um furo perfurado a bordo.
· Largura do anel anular (L): É a distância radial entre a borda do furo perfurado e a borda externa da almofada.
Como calcular o tamanho anular
O tamanho do anel anular refere-se à largura do anel formado a partir de um ponto externo da via. Os anéis anulares se movem para fora da via e têm uma determinada largura com base na placa. Esta fórmula é usada para medir o tamanho do anel anular:
Anel anular = (diâm. da pastilha – diâm. do furo acabado) / 2
O diâmetro da pastilha é baseado no nível da placa, de acordo com a norma IPC-2221. Ou seja: Nível A: 24 mil, Nível B: 20 mil, Nível C: 16 mil.
O diâmetro do furo final é o tamanho da via ou seu diâmetro.
O tamanho do anel anular é metade da diferença entre dois diâmetros.
O tamanho mínimo do anel anular para uma placa de camada única é 0.05 mm.
O anel anular da placa multicamadas para camadas internas é de 0.1 mm e para camadas externas é de 0.05 mm.
Problemas comuns com PCB de anel anular
Tangência
Isso ocorre quando, por engano, perfuramos um furo fora do centro. Se houver um furo descentralizado conectando a borda da pastilha, significa que há um problema de tangente. Outra causa é que o diâmetro do anel anular não está de acordo com o furo.
Saia
É um tipo de tangente mais alta e ocorre quando o furo é perfurado para fora do anel anular. Assim, o anel anular é cortado, resultando em uma ruptura. Para resolver esse problema, reajuste a máquina.
Ruptura
Devido ao uso excessivo ou durante a perfuração, os anéis anulares podem ser danificados, o que é conhecido como ruptura. Para evitar esse problema, utilize matérias-primas de qualidade e sapatas de cobre espessas.
Levantamento de Almofadas
Se a almofada ao longo do anel anular estiver desconectada do substrato da placa de circuito impresso, isso causará um problema de levantamento da almofada. Isso é resultado de ciclos térmicos e estresse mecânico. Para resolver esse problema, utilize materiais e processos que proporcionem adesão e evitem a alta produção de calor durante a fabricação da placa.
Melhores práticas em projeto de anéis anulares de PCB
1. Considerações de projeto
· A largura do anel anular deve ser precisa, de acordo com o projeto. Normalmente, a espessura é de 0.15 mm para usos padrão, mas pode ser ajustada de acordo com a camada e a espessura da placa.
· A pastilha deve ter um diâmetro maior que o diâmetro do furo. Normalmente, 1.5 vez o tamanho da broca.
2. Precisão de perfuração
· É necessário um tamanho de broca adequado com base nos parâmetros do anel anular. Para evitar a formação de rebarbas, utilize brocas de alta qualidade. Isso é bom para manter a largura adequada do anel anular.
Conclusão
Os anéis anulares são o principal fator que auxilia no projeto da placa PCB, proporcionando conexões elétricas e mecânicas precisas para os diferentes componentes conectados. O projeto preciso desses anéis é ideal para o funcionamento adequado da placa, e seu design permite que a fabricação siga as diferentes normas da indústria para preservar a qualidade da placa. A configuração precisa desses anéis contribui para a alta resistência da placa, fabricada com tecnologia through-hole. Para projetos de circuitos de alta velocidade, eles são importantes para o casamento de impedâncias e para o fornecimento de sinais de alta qualidade.
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