Наиболее полное руководство по кольцевому кольцу для печатных плат

Кольцевое кольцо печатной платы — одна из самых больших проблем, с которой сталкиваются многие разработчики печатных плат. Хотя вы можете быть на 100 % уверены, что разместили сквозное отверстие посередине контактной площадки, есть вероятность касания и прорыва. Эта статья посвящена кольцевым кольцам для печатных плат.

В нем рассматриваются проблемы проектирования кольцевых колец для печатных плат и их решения, а также важность размера кольцевых колец для печатных плат. С помощью этой статьи вы многому научитесь. Здесь вы найдете подробное руководство по проектированию кольцевых печатных плат. Как читатель, вы поймете проблемы, связанные с кольцевыми кольцами для печатных плат. Более того, вы будете в лучшем положении для решения проблем, возникающих на этапе проектирования.

(Изображение печатных плат с кольцевыми кольцами)

1. Что такое кольцевое кольцо для печатной платы?

Кольцевое кольцо представляет собой область медной прокладки, расположенную вокруг готового и просверленного отверстия. Мертвая точка здесь в том, что сквозное меднение. Вокруг этого переходного отверстия должно быть достаточное количество меди. Достаточное количество меди позволяет сформировать надежные соединения между переходными отверстиями и медными дорожками. Это обычное дело, особенно в многослойных печатных платах.

Таким образом, основная цель кольцевых колец состоит в том, чтобы установить отличные соединения, особенно в многослойных печатных платах. Другими словами, кольцевые кольца служат якорями для печатной платы. Минимальный диаметр кольцевых колец зависит от возможностей сборщика печатных плат. Диаметр отверстия варьируется в зависимости от характера и гальванического покрытия. Маленькие круги действительно подвергают риску. Маленькие кольца приводят к так называемым кольцевым прорывам.

2. Структура кольцевого кольца печатной платы

В математике кольцо — это объект в форме кольца. Это область, окруженная двумя концентрическими кругами. То же самое верно, когда речь идет о печатных платах. Эквивалентно, кольцевое кольцо — это разница между двумя концентрическими окружностями или дисками. В прилагательных формах это кольцеобразное, так же, как кольцеобразное затмение.

На печатных платах кольцевые кольца в основном имеют круглую структуру. Важно отметить, что чем больше увядание кольцевого кольца, тем лучше медное соединение вокруг просверленного отверстия. Если вы хотите избежать прорывов, вы должны увеличить размер кольцевого кольца.

(печатные платы, изображающие круглую структуру кольцевых колец)

3. Важность кольцевого кольца для печатных плат

Кольцевые кольца для печатных плат необходимы на печатной плате, потому что они оставляют место для надежных электрических соединений на печатной плате. Без кольцевых колец на печатной плате не будет нужных электрических соединений. На печатной плате проблемы, связанные с кольцевыми кольцами, могут быть проблематичными и могут сильно повлиять на целостность дорожки. Кроме того, это может негативно повлиять на функциональность всей платы.

К сожалению, некоторые конструкторы серьезно не учитывают важность кольцевых колец. Некоторые печатные платы проектируют с кольцевыми кольцами уродливой формы. Это является большой проблемой, которая может повлиять на непрерывность трассировки. При сверлении кольцевых колец важна точность, поэтому сверление не должно быть неправильным. Если это так, то будет кольцевое касание кольца. Касание кольцевого кольца - это проблема, которая отрицательно влияет на функциональность печатной платы.

(кольцевые печатные платы и другие электрические компоненты)

4. Как мы рассчитываем кольцевое кольцо печатной платы

Хотя производители печатных плат несут ответственность за изготовление точных конструкций, дизайнеры также играют огромную роль. Дизайнеры имеют значение, когда дело доходит до разработки дизайна правильного размера. Без правильных размеров кольцевых колец общая функциональность платы оказывается под угрозой. Обеспечение правильных размеров кольцевых колец избавит вас от душевных страданий в дальнейшем.

Расчет кольцевого кольца печатной платы не так сложен, как вы можете себе представить. Наилучшая ширина кольцевого кольца – это разница между диаметром готового отверстия и медной прокладки, деленная на два. Предположим, что диаметр площадки составляет 22 мила, а диаметр отверстия — десять милов. Если это так, то кольцевое кольцо рассчитывается следующим образом:(22 -10)/2 =6 мил.

4.1 Определите тип в соответствии с потребностями

ПХД находят широкое применение во многих областях благодаря их высоким температурам кипения и электроизоляционным свойствам. Они находят широкое применение в теплообменном, электрическом и гидравлическом оборудовании. В последнее время вы можете найти применение ПХБ в бытовой технике, военном и медицинском оборудовании. При расчете кольцевого кольца из печатной платы необходимо учитывать, где оно найдет свое применение. Тип кольцевого кольца зависит от потребностей вашей печатной платы.

Если к вашей печатной плате предъявляются особые требования, то для нее могут потребоваться качественные кольцевые кольца для печатных плат. Институт печатных плат перечисляет три основных класса печатных плат. Существуют печатные платы классов 1, 2 и 3; продукты уровня 3 находят широкое применение вместо продуктов класса 1 и класса 2. По этой причине требования к кольцевым кольцам класса 3 немного отличаются. Размеры их контактных площадок должны быть достаточно значительными, чтобы соответствовать диаметру переходных отверстий.

4.2 Критерии проектирования кольцевого кольца печатной платы

Без правильных критериев проектирования кольцевых колец для печатных плат вы можете получить плату с плохой функциональностью. Было бы полезно, если бы вы все сделали правильно, чтобы ваше оборудование функционировало так, как вы хотите.

Теоретически наилучшего кольцевого сечения можно добиться, правильно просверлив отверстие в центре переходной площадки. На самом деле точность сверления зависит от оборудования, которое использует производитель.

У производителей печатных плат есть определенные допуски для проектирования кольцевых колец для печатных плат. В основном, это около пяти миль. В идеале конструкторы предпочитают размещать кольцевые кольца в мертвой точке платы. Это необходимо для обеспечения отличной связи между слоями и переходными отверстиями. На этапе проектирования важно иметь правильную настройку кольцевого кольца.

Для плотных конструкций жизненно важно иметь кольцевые кольца меньшего размера. Причина этого в том, что via или pad занимают мало места.

4.3 Формула расчета

Формула расчета кольцевых колец из печатных плат не так сложна, как вы думаете. Однако, к сожалению, многие люди не знают, что могут прийти к таким расчетам. По причинам создания переходного отверстия это означает, что просверленное отверстие требует медного окружения. Медное кольцо - это размер переходного отверстия или внешний диаметр. В соответствии со стандартами IPC-2221A расчет минимального размера кольцевого кольца печатной платы производится следующим образом:

Минимальное кольцевое кольцо =(Минимальная граница кольца) * 2 + (Допуск) + (Размер отверстия)

Кольцевое кольцо платы составляет (диаметр площадки – отверстие) /2. Предположим, что диаметр колодки равен 20 милам, а диаметр отверстия — 10 милам. По этой причине ширина кольцевого кольца будет 20 – 10 =5 мил.

Если вы знаете, что у вас есть конкретная колодка с кольцевым кольцом 8 мил, то диаметр колодки будет 8*2. Это будет равно 16 милям. Как видите, формула расчета кольцевых колец из печатных плат не представляет собой сложного процесса.

4.4 Минимальное кольцевое кольцо

Нужно обратить внимание на минимальную ширину кольца. Важно отметить, что на внутреннем и внешнем слоях печатной платы имеется минимальное кольцевое кольцо. Большинство разработчиков соглашаются с минимальным кольцевым кольцом 0,1 мм на внутренних слоях печатной платы. Кроме того, большинство проектировщиков печатных плат согласны с тем, что минимальное кольцевое кольцо на внешнем слое составляет 0,05 мм.

Если вы хотите получить наилучшие и наиболее желательные минимальные кольцевые кольца, вам необходимо учитывать несколько вещей. Но самое главное — убедиться, что вы работаете с дизайнером, который ценит дизайн для технологичности (DFM). С DFM вы получите печатные платы с минимальным размером кольцевого кольца.

4.4.1 Какое кольцевое кольцо самое маленькое?

Иногда, исходя из малого расстояния между соседними элементами, конструкторы предпочитают делать небольшие кольцевые кольца из печатной платы. Важно отметить, что маленькие кольцевые кольца увеличивают вероятность того, что просверленные отверстия будут находиться близко к краям кольцевых колец.

В худших случаях просверленное отверстие может вырваться из кольцевого кольца. Это может привести к нарушению соединения трассировки. Хуже того, это может привести к хрупким отношениям, влияющим на функциональность платы. Наименьшее кольцевое кольцо составляет -1 мил. К сожалению, это не идеально, поскольку увеличивает шансы на прорыв.

4.4.2 Как рассчитать наименьшее кольцевое кольцо

Как отмечалось ранее, оценка размера кольцевого кольца сама по себе не является сложной задачей. Опять же, чем меньше кольцевое кольцо, тем лучше. Маленькие кольцевые кольца превосходны, когда речь идет об экономии средств. Как и при расчете максимального кольцевого кольца, почти точно вычисляется наименьшее кольцевое кольцо. Для расчета наименьшего кольцевого кольца нужно взять размер меди и вычесть его из диаметра сверла. Цифру вы должны разделить на два. Большинство разработчиков печатных плат согласны с тем, что наименьшее кольцевое кольцо должно быть 0,050 мм.

(печатные платы с одинаковым размером кольцевого кольца)

5. В чем разница между кольцевым кольцом для печатной платы и сквозным отверстием

Следует отметить разницу между кольцевым кольцом печатной платы и сквозным отверстием. Область между медной площадкой и краем просверленного отверстия представляет собой кольцевое кольцо. Как было сказано ранее, чем больше ширина кольцевого кольца, тем лучше. Это может обеспечить соединения для просверленных переходных отверстий. На конкретных печатных платах кольцевые кольца почти одного размера.

Когда дело доходит до печатных плат, вы часто будете слышать термин «сквозное отверстие». Также обозначается как «сквозное отверстие» и относится к схеме монтажа, применимой для электронных компонентов. Он предполагает использование выводов на элементах, вставляемых в отверстия, просверленные в печатной плате. Важно отметить, что сквозное отверстие является одной из старейших технологий. Тем не менее, есть веские причины для его использования. Например, сквозное отверстие идеально подходит для любителей. Это связано с небольшой суетой и несколькими ошибками случайного создания мостов.

(Станок для сверления кольцевых колец печатных плат)

6. Наружное кольцевое кольцо (OAR) и внутреннее кольцевое кольцо (IAR)

Внешнее кольцевое кольцо (OAR) отличается от внутреннего кольцевого кольца (IAR), как описано ниже. Оба различны с точки зрения терминологии и их расчета.

6.1 Из чего состоит внешнее кольцевое кольцо

Наружное кольцевое кольцо состоит из медной прокладки. Медная прокладка является основным материалом, который вы найдете во внешнем кольцевом кольце.

Как рассчитать

Расчет наружного кольцевого кольца — простой процесс. Наружное кольцевое кольцо составляет 1/2 (диаметр наружной колодки). Вот наглядный пример расчета наружного кольцевого кольца:

ВЕСЛО =(диаметр медной колодки – РАЗМЕР ИНСТРУМЕНТА)/2. Вот как добиться таких измерений. РАЗМЕР ИНСТРУМЕНТА =РАЗМЕР КОНЦА + 0,10 мм для отверстий PTH + 0,00 мм для всех отверстий NPTH.

6.2 Что такое внутреннее кольцевое кольцо

Внутреннее кольцевое кольцо (IAR) — это область, расположенная между отверстием для пайки и кромкой внешнего слоя площадки для пайки. Это так просто. Гораздо лучше, это не сложный процесс расчета внутреннего кольцевого кольца печатной платы. Все это объясняется ниже:

Как рассчитать

Внутреннее кольцевое кольцо составляет 1/2 (диаметр внутреннего слоя – ). Чтобы рассчитать внутреннее кольцевое кольцо, вам нужно взять диаметр медной площадки за вычетом РАЗМЕРА ИНСТРУМЕНТА. После этого нужно разделить полученную цифру на 2. РАЗМЕР ИНСТРУМЕНТА =РАЗМЕР КОНЦА + 0,10 мм для всех отверстий PTH + 0,00 мм для всех отверстий NPTH.

Предположим, вы хотите рассчитать IAR для медной площадки толщиной 0,60 мм с готовым отверстием диаметром 0,25 мм. Таким образом, IAR будет выглядеть следующим образом:

0,60 мм – (0,25 мм + 0,10 мм)/2. Это будет равно 0,60 мм – 035 мм/2 =0,250 мм/2. В результате получается 0,125 мм.

(внутреннее и внешнее кольцевые кольца плат)

7. Что такое каплевидное кольцевое кольцо?

Когда дело доходит до производства печатных плат, вы можете встретить термин «капля». Название происходит от его формы. Слезы в основном образуются в процессе сверления. Во время бурения часты возможности смещения бурового долота. Здесь сверло может удалить много меди из соединений печатной платы.

Это может привести к разрыву соединений трассировки или тонкому соединению. Но важно отметить, что слезы играют важную роль в ПХД. Большинство дизайнеров используют их для предотвращения микротрещин. Микротрещины в основном возникают в местах соединения колодки и дорожки. Но основная цель капелек — обеспечить целостность при производстве печатных плат.

Это верно, особенно в тех случаях, когда сверло смещается во время сверления. Есть и другие причины, по которым разработчики печатных плат используют слезинки. Вот некоторые из наиболее важных причин:

• Это сводит к минимуму риск взлома.
• Они значительно повышают устойчивость оборудования к тепловому удару.
• Он сводит к минимуму тепловые и механические нагрузки, а также в местах, где дорожка соединяется с прокладкой.
• Это помогает увеличить допуск изготовителя печатных плат между сверлом и площадкой. Это делает производство печатной платы более удобным.
• Это значительно снижает вероятность взлома.
• Капли также делают печатные платы более механически прочными.

8. Общие проблемы кольцевого кольца печатной платы

Стоит отметить множество проблем с кольцевым кольцом на печатной плате. Многие дизайнеры сталкиваются с ними практически ежедневно. Эти проблемы распространены, поскольку каждый производитель использует разное сырье, рабочую силу и тактику проектирования. Хотя существует множество проблем, некоторые из наиболее распространенных включают следующее:

Нежелательное кольцевое кольцо

Нежелательные кольцевые кольца являются распространенными проблемами печатных плат. Если размер колодки имеет тенденцию быть маленьким, он может выйти из строя. Причина этого в том, что просверленное отверстие будет занимать много места на колодках. Для дизайнеров, чтобы избежать этого, необходимо прототипирование.

Прототипирование позволяет избежать нежелательных кольцевых колец до полного производства. С прототипами можно обнаружить ошибки еще до массового производства.

Касание

Касание кольцевого кольца печатной платы — еще одна распространенная проблема, с которой сталкиваются разработчики печатных плат. В тот момент, когда сверло не попадает в желаемую отметку, результирующее отверстие приближается к размеру колодки. В тот момент, когда пятно касается края места, возникает кольцевое касание кольца.

Если сверление отклоняется дальше, это опасно. Это приводит к случаям прорывов. Если вы хотите избежать касаний, вы должны убедиться, что сверление идеально. Ваше сверло должно попасть в цель. Точность сверления должна быть на высоте.

Прорыв

Прорывы также являются распространенной проблемой кольцевых печатных плат. Кольцевые прорывы происходят в тот момент, когда просверленное отверстие не получает желаемого охвата накладкой. В основном прорывы возникают, когда в процессе ламинирования части печатной платы смещаются с того места, где они должны сидеть.

Хотите избежать случаев перелетов? Если да, то нужно следить за тем, чтобы ширина кольцевого кольца была идеальной. Как упоминалось ранее, ширина кольцевого кольца равна диаметру колодки – диаметру отверстия / 2.

(Разрыв кольцевого кольца на печатной плате)

9. Вероятность разрыва по кольцу

9.1 Что такое разрыв кольцевого кольца (причины)

Несколько причин могут привести к разрыву кольцевых колец на печатной плате. В большинстве случаев это связано со старением печатной платы. Старые доски или доски, работающие слишком долго, склонны к разрыву кольцевого кольца. С возрастом будьте уверены в разрыве компонента. Кроме того, еще одной причиной разрыва является смачивание кольцевого кольца.

Загрязнение отверстий в процессе изготовления является еще одной причиной разрыва кольцевого кольца. Известны и другие причины разрушения кольцевых колец. Известно, что чрезмерное механическое напряжение вызывает растрескивание кольцевых колец. Однако не все потеряно, так как есть способы избежать поломки кольцевых колец.

9.2 Как избежать

Существует несколько способов избежать случаев разрыва кольцевого кольца. Прежде всего, вы должны убедиться, что тип материала, который вы используете, самого высокого качества. Кроме того, вам необходимо убедиться, что вы работаете с квалифицированными производителями. Если вы покупаете печатные платы у опытных производителей, будьте уверены, что вероятность разрыва кольцевого кольца исключена.

Возможно, вам также придется заменить ваши печатные платы, особенно если они старые. Убедитесь, что вы не подвергаете печатные платы чрезмерному механическому воздействию. Чтобы быть в безопасности, убедитесь, что отверстие не загрязнено. Убедитесь, что производственный процесс соответствует всем процедурам, чтобы избежать таких случаев.

10. Навыки регулировки размера кольцевого кольца печатной платы

Если размеры ваших кольцевых колец не совпадают, это может означать проблемы в вашей печатной плате. Кольцевые кольца не нужного размера не будут работать должным образом. Проблемы с размером кольца возникают, если сверление не точное. Но изменение размеров кольцевых колец печатных плат требует определенных навыков. Такое легко возможно, особенно если у вас есть некоторые инструменты.

Лучшие инструменты — это те, которые доступны в Cadence и отлично подходят для проектирования печатных плат и анализа. Если вы используете конструктор печатных плат OrCAD, вы сможете получить желаемые размеры кольцевых колец. Все, что вам нужно сделать, это ввести желаемую площадку и длину отверстия. Вы должны сделать это во время проектирования разводки печатной платы.

Сводка

Тороид очень важен на печатной плате. Они действуют как узлы соединения, работающие между различными слоями печатной платы. Без кольцевых колец печатные платы не будут работать должным образом. К сожалению, многие проектировщики печатных плат не понимают правильно, когда дело доходит до кольцевых колец. Многим не удается получить правильную ширину, в то время как другие сталкиваются с проблемами разрыва кольцевых колец.

Вам требуются высококачественные печатные платы с лучшими кольцевыми кольцами? Если это так, не ищите дальше, чем OurPCB. Мы производим одни из лучших печатных плат с желаемой шириной кольцевого кольца. Наши печатные платы редко страдают от касаний и прорывов. Чтобы получить лучшие печатные платы, приобретайте их у нас. С нами мы можем организовать обмен, чтобы мы вместе изучали вопросы, связанные с печатными платами.