De meest uitgebreide gids die u het meest nodig heeft over PCB Annular Ring

PCB ringvormige ring is een van de grootste zorgen waarmee veel PCB-ontwerpers worden geconfronteerd. Hoewel je er 100% zeker van kunt zijn dat je je via in het midden van de pad hebt geplaatst, zijn er kansen op raaklijnen en puistjes. Dit artikel gaat over PCB ringvormige ringen.

Het gaat in op uitdagingen bij het ontwerpen van PCB-ringvormige ringen en hun oplossingen, evenals op het belang van de ringgrootte van PCB's. Verwacht met dit artikel veel te leren. Vanaf hier vindt u een diepgaande ontwerpgids voor PCB-ringvormige ringen. Als lezer begrijpt u de uitdagingen die te maken hebben met PCB-ringringen. Sterker nog, u bent beter in staat om problemen tijdens de ontwerpfase op te lossen.

(Afbeelding van PCB's met ringvormige ringen)

1. Wat is de PCB ringvormige ring?

Een ringvormige ring is een gebied van het koperen kussen dat rond een afgewerkt en geboord gat zit. Het dode punt hier is dat de doorlopende koperen beplating. Rondom deze via moet voldoende koper aanwezig zijn. Voldoende koper maakt de vorming van betrouwbare verbindingen tussen via en de kopersporen mogelijk. Dit is gebruikelijk, vooral in meerlaagse PCB's.

Daarom is het primaire doel van ringvormige ringen om uitstekende verbindingen tot stand te brengen, vooral in meerlaagse PCB's. Met andere woorden, ringvormige ringen dienen als ankers voor de printplaat. De minimale diameter van ringvormige ringen is afhankelijk van de mogelijkheden van een PCB-assembleur. De diameter van het gat varieert afhankelijk van de aard en of het galvanisch is. Kleine kringen brengen via in gevaar. Kleine ringen resulteren in zogenaamde ringvormige puistjes.

2. De structuur van PCB ringvormige ring

In de wiskunde is een annulus een ringvormig object. Het is een regio met een omgeving van twee concentrische cirkels. Hetzelfde geldt als het gaat om printplaten. Op equivalente wijze is een ringvormige ring een verschil tussen twee concentrische cirkels of schijven. In bijvoeglijke vormen is het een ringvormige, op dezelfde manier als een ringvormige zonsverduistering.

Op printplaten zijn ringvormige ringen meestal cirkelvormig van structuur. Het is belangrijk op te merken dat hoe groter de verwelking van de ringvormige ring, hoe beter de koperverbinding rond het boorgat. Als u de kans op puistjes wilt vermijden, moet u de ringvormige ring groter maken.

(PCB's die de cirkelvormige structuur van ringvormige ringen weergeven)

3. Het belang van PCB ringvormige ring

PCB ringvormige ringen zijn essentieel op een printplaat omdat ze ruimte bieden voor betrouwbare elektrische verbindingen op een printplaat. Zonder ringvormige ringen zijn er niet de gewenste elektrische aansluitingen op een printplaat. Op een printplaat kunnen problemen met ringvormige ringen problematisch zijn en de continuïteit van sporen sterk beïnvloeden. Bovendien kan het de functionaliteit van het hele bord negatief beïnvloeden.

Helaas nemen sommige ontwerpers het belang van ringvormige ringen niet serieus in overweging. Sommige ontwerpen printplaten met lelijk gevormde ringvormige ringen. Dit is een groot probleem dat van invloed kan zijn op zaken die te maken hebben met traceringscontinuïteit. Bij het boren van ringvormige ringen is nauwkeurigheid essentieel, waarbij het boren niet mis mag zijn. Als dat het geval is, is er sprake van ringvormige ringtangentie. Ringvormige ringtangentie is een probleem dat de functionaliteit van een printplaat negatief beïnvloedt.

(ringvormige ringen van PCB's en andere elektrische componenten)

4. Hoe berekenen we de PCB ringvormige ring

Hoewel het waar is dat PCB-makers verantwoordelijk zijn voor het maken van nauwkeurige ontwerpen, spelen ontwerpers ook een grote rol. Ontwerpers zijn belangrijk als het gaat om het bedenken van de juiste maat ontwerpen. Zonder de juiste ringvormige ringmaten komt de algehele functionaliteit van het bord in gevaar. Zorgen voor de juiste ringmaat zal u later hartzeer besparen.

Het berekenen van de PCB ringvormige ring is niet zo moeilijk als u zich kunt voorstellen. De beste ringvormige ringbreedte is het verschil tussen de diameter van het afgewerkte gat en het koperen kussen gedeeld door twee. Laten we aannemen dat de paddiameter 22 mils is en de gatdiameter 10 mils. Zo ja, dan wordt de ringvormige ring als volgt berekend:(22 -10) /2 =6 mils.

4.1 Bepaal het type volgens de behoeften

PCB's worden in veel toepassingen veel gebruikt vanwege hun hoge kookpunten en elektrisch isolerende eigenschappen. Ze worden veel gebruikt in warmteoverdracht, elektrische en hydraulische apparatuur. De laatste tijd vindt u het gebruik van PCB's in huishoudelijke apparaten, militaire en medische apparatuur. Bij het berekenen van de PCB-ringvormige ring moet u rekening houden met waar deze zijn gebruik zal vinden. Het type ringvormige ring hangt af van de behoeften van uw printplaat.

Als uw printplaat speciale eisen stelt, dan kan het zijn dat u hoogwaardige PCB-ringringen nodig heeft. Het Institute of Printed Circuit boards somt drie essentiële klassen van PCB's op. Er zijn klasse 1, 2 en 3 PCB-producten; niveau 3 vinden zware toepasbaarheid in plaats van Klasse 1 en Klasse 2 producten. Om deze reden zijn de vereisten voor ringvormige ringen van klasse 3 iets anders. Hun padafmetingen moeten groter genoeg zijn om de diameter van via te accommoderen.

4.2 Ontwerpcriteria van PCB-ringvormige ring

Zonder de juiste ontwerpcriteria voor PCB-ringvormige ringen, kunt u eindigen met een bord met een slechte functionaliteit. Het zou helpen als u alles goed geregeld heeft zodat uw apparatuur naar wens functioneert.

Theoretisch is de beste ringvorm haalbaar door correct te boren in het midden van het via-pad. In feite hangt de boornauwkeurigheid af van de apparatuur die een fabrikant gebruikt.

Fabrikanten van printplaten hebben specifieke toleranties voor het ontwerpen van PCB-ringvormige ringen. Meestal is het ongeveer vijf mijl. Idealiter plaatsen ontwerpers de ringvormige ringen bij voorkeur in het dode punt van het bord. De reden hiervoor is om te zorgen voor een uitstekende connectiviteit tussen de lagen en de via's. Tijdens de ontwerpfase is het essentieel om de ringvormige ring goed af te stellen.

Voor dichte ontwerpen is het van vitaal belang om kleinere ringvormige ringmaten te hebben. De reden hiervoor is dat via of de pad kleine ruimtes in beslag neemt.

4.3 Berekeningsformule

De berekeningsformule van PCB ringvormige ringen is niet zo ingewikkeld als je misschien denkt. Helaas zijn veel mensen zich er niet van bewust dat ze tot dergelijke berekeningen komen. Voor het maken van via betekent dit dat het geboorde gat een koperen omhulling nodig heeft. De ring van koper is de via-maat of de buitendiameter. Volgens de IPC-2221A-normen is de berekening van de minimale ringvormige ringgrootte van de PCB als volgt:

Minimale ringvormige ring =(min. ringerrand) * 2 + (tolerantie) + (gatgrootte)

De ringvormige PCB-ring is (diameter van de pad - het gat) /2. Stel dat u een paddiameter van 20 mils en een gatdiameter van 10 mils hebt. Om deze reden zal de ringvormige ringbreedte 20 – 10 =5 mils zijn.

Als je weet dat je een bepaalde pad hebt met een ringvormige ring van 8 mils, dan is de diameter van de pad 8*2. Dat is gelijk aan 16 mijl. Zoals u kunt zien, is de berekeningsformule van PCB-ringvormige ringen geen ingewikkeld proces.

4.4 Minimale ringvormige ring

Je moet letten op de minimale ringbreedte. Het is belangrijk op te merken dat er een minimale ringvormige ring op de binnenste en buitenste lagen van een PCB zit. De meeste ontwerpers zijn het eens over een minimale ringvormige ring van 0,1 mm op de binnenste lagen van een PCB. Ook zijn de meeste PCB-ontwerpers het eens over 0,05 mm als de minimale ringvormige ring op de buitenste laag.

Als u de beste en meest wenselijke minimale ringvormige ringen wilt bereiken, moet u een paar dingen overwegen. Maar het belangrijkste is dat je samenwerkt met een ontwerper die Design for Manufacturability (DFM) hoog in het vaandel heeft staan. Met DFM krijgt u PCB's met de minimale grootte van de ringvormige ring.

4.4.1 Wat is de kleinste ringvormige ring?

Soms kiezen ontwerpers, op basis van de nauwe afstand tussen de nabijgelegen elementen, ervoor om kleine PCB-ringvormige ringen te maken. Het is belangrijk op te merken dat kleine ringvormige ringen de kans vergroten dat geboorde via's zich dicht bij de randen van de ringvormige ringen bevinden.

In het ergste geval kan de geboorde doorgang uit de ringvormige ring breken. Dit kan neerkomen op een verbroken traceringsverbinding. Erger nog, het kan resulteren in een fragiele relatie, die de functionaliteit van het bord aantast. De kleinste ringvormige ring is -1mil. Helaas is dat niet ideaal omdat het de kans op een doorbraak vergroot.

4.4.2 Hoe de kleinste ringvormige ring te berekenen

Zoals eerder opgemerkt, is het inschatten van de grootte van de ringvormige ring op zich niet moeilijk. Nogmaals, hoe kleiner de ring, hoe beter. Kleine ringvormige ringen zijn uitstekend als het gaat om kostenbesparing. Net als de maximale ringvormige ringberekening, is hetzelfde bijna precies de berekening van de kleinste ringvormige ring. Om de kleinste ringvormige ring te berekenen, moet u de koperafmeting nemen en deze aftrekken van de boordiameter. Het cijfer dat u door twee moet delen. Een meerderheid van PCB-ontwerpers is het erover eens dat de kleinste ringvormige ring 0,050 mm moet zijn.

(PCB's met dezelfde ringmaatbreedte)

5. Wat is het verschil tussen PCB ringvormige ring en doorgaand gat

Er is een verschil tussen PCB ringvormige ring en doorgaand gat dat het vermelden waard is. Het gebied tussen het koperen kussen en de rand van de geboorde via is een ringvormige ring. Zoals eerder vermeld, als de breedte van de ringvormige ring groot is, hoe beter. Hierdoor kunnen verbindingen worden gemaakt voor geboorde via's. Op specifieke printplaten zijn ringvormige ringen bijna even groot.

Als het om PCB's gaat, hoor je vaak de term through-hole. Ook gespeld als "thru-hole", verwijst dit naar een montageschema dat van toepassing is op elektronische componenten. Het omvat het gebruik van draden op elementen die in gaten in de PCB worden gestoken. Van belang om op te merken is dat through-hole een van de oudste technologieën is. Er zijn echter geldige redenen om het te gebruiken. Through-hole is bijvoorbeeld ideaal voor hobbyisten. Het komt met een beetje ophef en weinig fouten van het per ongeluk tot stand brengen van bruggen.

(Een machine die ringvormige ringen van PCB's boort)

6. Buitenring (OAR) en binnenring (IAR)

Een buitenste ringvormige ring (OAR) is anders dan de binnenste ringvormige ring (IAR), zoals hieronder wordt uitgelegd. Beide zijn verschillend in termen van terminologieën en hun berekening.

6.1 Wat maakt de buitenste ringvormige ring

Een buitenste ringvormige ring bestaat uit een koperen pad. De koperen pad is het essentiële materiaal dat je in een buitenste ringvormige ring zult vinden.

Hoe te berekenen

Het berekenen van de buitenste ringvormige ring is een eenvoudig proces. De buitenste ringvormige ring is 1/2 (de diameter van de buitenste pad). Hier is een duidelijk voorbeeld van hoe de buitenste ringvormige ring te berekenen:

OAR =(diameter koperen pad – GEREEDSCHAPSGROOTTE)/2. Zo bereik je zulke metingen. De TOOLSIZE =EINDGROOTTE + 0,10 mm voor PTH-gaten + 0,00 mm voor de gehele NPTH-gaten.

6.2 Wat is een binnenring

De binnenste ringvormige ring (IAR) is het gebied dat tussen het soldeergat en de buitenste laagrand van het soldeerkussen ligt. Zo simpel is het. Veel beter, het is geen moeilijk proces om de binnenste ringvormige ring van een PCB te berekenen. Het wordt hieronder allemaal uitgelegd:

Hoe te berekenen

De binnenste ringvormige ring is 1 /2 (diameter van de binnenlaag - ). Om de binnenste ringvormige ring te berekenen, moet u de diameter van het koperen kussentje nemen minus de TOOLSIZE. Daarna moet je het getal dat je krijgt delen door 2. De TOOLSIZE =EINDGROOTTE + 0,10 mm voor de hele PTH-gaten + 0,00 mm voor de hele NPTH-gaten.

Stel dat u de IAR wilt berekenen op een koperen pad van 0,60 mm met een afgewerkt gat bestaande uit een diameter van 0,25 mm. Daarom zal de IAR als volgt zijn:

0,60 mm – (0,25 mm + 0,10 mm) /2. Dit is gelijk aan 0,60 mm – 035 mm / 2 =0,250 mm/2. Het resultaat is 0,125 mm.

(PCB's binnenste en buitenste ringvormige ringen)

7. Wat is de druppelvormige ring?

Als het gaat om het maken van PCB's, kom je misschien de term traan tegen. De naam komt op basis van zijn vorm. Tranen ontstaan ​​meestal tijdens het boorproces. Tijdens het boren zijn de mogelijkheden van een verkeerde uitlijning van de boor gebruikelijk. Hier kan een boor veel koper verwijderen uit de knooppunten van een printplaat.

Dit kan leiden tot verbroken spoorverbindingen of een dunne verbinding. Maar van belang om op te merken is dat tranen een essentiële rol spelen in PCB's. Een meerderheid van de ontwerpers gebruikt ze om microscheurtjes te voorkomen. Microscheurtjes komen meestal voor bij de verbinding van de pad en de baan. Maar het primaire doel van teardrops is om de integriteit tijdens de productie van PCB's te waarborgen.

Dat is waar, vooral in gevallen waarin de boor tijdens het boren verkeerd wordt uitgelijnd. Er zijn nog andere redenen waarom PCB-ontwerpers teardrops gebruiken. Enkele van de belangrijkste redenen zijn de volgende:

• Het minimaliseert het risico op barsten.
• Ze verbeteren de weerstand tegen thermische schokken van apparatuur aanzienlijk.
• Het minimaliseert thermische en mechanische belasting en op plaatsen waar sporen de pad verbinden.
• Het helpt bij het vergroten van de tolerantie van een PCB-maker van de boor tot de pad. Dat maakt de productie van een printplaat comfortabeler.
• Het vermindert de kans op barsten aanzienlijk.
• Teardrops maken printplaten ook mechanisch robuuster.

8. Veelvoorkomende problemen van PCB-ringvormige ring

Er zijn tal van problemen met de ringvormige PCB's die het vermelden waard zijn. Veel ontwerpers worden er bijna dagelijks mee geconfronteerd. Deze problemen komen vaak voor, omdat elke fabrikant verschillende grondstoffen, personeel en ontwerptactieken gebruikt. Hoewel er veel problemen zijn, zijn enkele van de meest voorkomende de volgende:

Ongewenste ringvormige ring

Ongewenste ringvormige ringen zijn veelvoorkomende PCB-problemen. Als de padmaat meestal klein is, kan deze mislukken. De reden hiervoor is dat het boorgat veel ruimte op de pads in beslag zal nemen. Voor ontwerpers om dit te vermijden, is prototyping noodzakelijk.

Prototyping zorgt ervoor dat ongewenste ringvormige ringen vóór volledige productie worden vermeden. Met prototypes is het mogelijk om fouten vroeg voor massaproductie te detecteren.

Tangentie

Ringvormige PCB-ringtangentie is een ander veelvoorkomend probleem waarmee PCB-ontwerpers worden geconfronteerd. Op het moment dat een boor de gewenste markering mist, loopt het resulterende gat naar de maat van de pad. Op het moment dat de plek de rand van de plek raakt, ontstaat er een ringvormige ringtangentie.

Mocht de boring verder afwijken, dan is dat gevaarlijk. Dit veroorzaakt gevallen van puistjes. Als u raaklijnen wilt vermijden, moet u ervoor zorgen dat het boren perfect is. Uw boor moet het doel raken. De nauwkeurigheid van het boren moet op punt staan.

Uitbraak

Breakouts zijn ook veelvoorkomende problemen van ringvormige PCB-ringen. Ringvormige puistjes gebeuren op het moment dat de geboorde via niet de gewenste omhulling door de pad krijgt. Meestal treden puistjes op wanneer het lamineerproces ervoor zorgt dat delen van een PCB weg bewegen van waar ze moeten zitten.

Wilt u gevallen van vluchten vermijden? Dan moet u ervoor zorgen dat de breedte van de ringvormige ring ideaal is. Zoals eerder vermeld, is de ringvormige ringbreedte de diameter van de pad - de diameter van het gat / 2.

(Annular ring breakout op een PCB)

9. Breukkans getekend door de annulus

9.1 Wat is de breuk van de ringvormige ring (oorzaken)

Verschillende oorzaken kunnen ervoor zorgen dat ringvormige ringen op een printplaat scheuren. In de meeste gevallen is dit te wijten aan de veroudering van een printplaat. Boards die oud zijn of te lang presteren, zijn vatbaar voor het scheuren van de ringvormige ring. Wees bij het ouder worden verzekerd van een onderdeelbreuk. Bovendien is het ontvochtigen van de ringvormige ring een andere reden voor de breuk.

Vervuiling van de gaten tijdens het fabricageproces is een andere reden voor het scheuren van de ringvormige ring. Er zijn andere oorzaken bekend voor het veroorzaken van de breuk van de ringvormige ringen. Overmatige mechanische spanning is bekend voor het veroorzaken van het barsten van de ringvormige ringen. Alles is echter niet verloren omdat er manieren zijn om gevallen van breuk in de ringvormige ringen te voorkomen.

9.2 Hoe kunnen we vermijden

Er zijn verschillende manieren om te voorkomen dat de ringvormige ring scheurt. Allereerst moet u ervoor zorgen dat het type materiaal dat u gebruikt van de hoogste kwaliteit is. U moet er ook voor zorgen dat u met gekwalificeerde fabrikanten werkt. Als u uw PCB's van ervaren fabrikanten koopt, kunt u er zeker van zijn dat er geen kans is op ringvormige ringopname.

Mogelijk moet u ook uw PCB's vervangen, vooral als ze oud zijn. Zorg ervoor dat u uw printplaten niet blootstelt aan overmatige mechanische belasting. Zorg er voor de zekerheid voor dat er geen vervuiling van de gaten is. Zorg ervoor dat het productieproces alle procedures volgt om dergelijke gevallen te voorkomen.

10. Vaardigheden van het aanpassen van de ringvormige ringmaat van de PCB

Als de maten van uw ringvormige ringen niet kloppen, kan dit problemen in uw printplaat betekenen. Ringvormige ringen die niet de gewenste maat hebben, zullen niet functioneren zoals bedoeld. Problemen met de maat van de ring treden op als het boren niet nauwkeurig is. Maar het wijzigen van de ringgrootte van PCB's vereist een aantal speciale vaardigheden. Dat is gemakkelijk mogelijk, zeker als je wat gereedschap hebt.

De beste tools zijn die die beschikbaar zijn bij Cadence en zijn uitstekend geschikt voor het ontwerpen van PCB's en analyse. Als u de OrCAD PCB-ontwerper gebruikt, kunt u de gewenste ringvormige ringmaten krijgen. Het enige dat u hoeft te doen, is de gewenste pad en lengte van het gat in te toetsen. Dit moet u doen tijdens het ontwerp van de printplaatlay-out.

Samenvatting

De ringkern is erg belangrijk op de printplaat. Ze fungeren als verbindingsknooppunten en werken tussen verschillende lagen van de PCB. Zonder ringvormige ringen zullen PCB's niet functioneren zoals bedoeld. Helaas hebben veel PCB-ontwerpers het niet goed als het gaat om ringvormige ringen. Velen slagen er niet in om de juiste breedte te krijgen, terwijl anderen eindigen met problemen met het scheuren van ringvormige ringen.

Heeft u hoogwaardige printplaten nodig met de beste ringringen? Zoek dan niet verder dan OurPCB. Wne produceert enkele van de beste PCB's met de gewenste ringvormige ringbreedte. Onze PCB's hebben zelden last van raaklijnen en puistjes. Voor de beste PCB's kunt u ze bij ons kopen. Bij ons kunnen we uitwisselingen organiseren zodat we samen dingen leren die met PCB's te maken hebben.