Anillo anular PCB

Función principal y especificaciones de diseño de los circuitos en anillo de PCB

En fabricación de circuitos impresos (PCB)El anillo anular es una estructura fundamental que garantiza conexiones eléctricas fiables. Esta almohadilla metálica circular sujeta los cables de los componentes a través de un orificio central, formando conexiones eléctricas estables mediante soldadura. La precisión del mecanizado de los anillos anulares afecta no solo al rendimiento de cada placa, sino también al de la producción en serie.

Tres estados morfológicos de los anillos anulares

1. Estado normal
   El orificio taladrado está perfectamente centrado dentro de la almohadilla, formando un anillo de cobre completo. Esta condición ideal garantiza una capacidad de transporte de corriente y una resistencia mecánica óptimas, reduciendo la resistencia de la conexión al 15-20%.
2. Estado tangente
   Cuando la perforación se desvía del centro, el anillo de cobre entra en contacto con el borde del orificio por un lado, creando una condición tangente. Esto, habitual en la perforación a alta velocidad, puede reducir la capacidad de corriente en 30-40%. Las fábricas modernas de placas de circuito impreso utilizan sistemas de inspección por visión para controlar en tiempo real la aparición de tangencias.
3. Estado de ruptura
   Defecto grave en el que el anillo de cobre está completamente roto, provocando un circuito abierto. Esto ocurre típicamente cuando la desviación de la perforación excede... 0,1 mm y es una de las principales causas de rechazo de PCB en el control de calidad. Inspección óptica automatizada (AOI) detectan eficazmente estos defectos.

Cálculos de ingeniería para dimensiones de anillos anulares

Fórmula del anillo anular exterior (OAR):

Contabilización del espesor del chapado:

• PTH (agujero pasante chapado): Añadir 0,10 mm subsidio de chapado
• NPTH (Agujero pasante no plateado): Sin prestación adicional

Ejemplo de cálculo:
Para un Almohadilla de 0,60 mm y Agujero acabado de 0,30 mm (PTH):

Consideraciones sobre el anillo anular interior (IAR):

Factores clave para las capas internas:

• Compensación de la desalineación de la laminación
• Variaciones del grosor de la capa interna de cobre
• Precisión de alineación en placas multicapa

Ejemplo de cálculo:
Para un Almohadilla interior de 0,50 mm y Agujero acabado de 0,20 mm (PTH):

Normas industriales y control de procesos

Por IPC-6012Los requisitos del anillo anular varían según el tipo de placa de circuito impreso:

Recomendaciones de diseño:
✔ Permitir 0,02-0,03 mm margen del proceso
✔ Aumentar la anchura del anillo en 20% para circuitos de alta frecuencia
✔ Verificar la capacidad de transporte de corriente de las trazas de alta potencia.
✔ Simular los efectos de la tensión térmica en los anillos anulares

Refuerzo de lágrimas: Ventajas técnicas

Las gotas de lágrimas mejoran la fiabilidad del anillo anular mediante:

1. Resistencia mecánica: Aumenta la resistencia a la tracción en 40%+
2. Tolerancia del proceso: Compensa ≥ 0.05mm desviaciones de perforación
3. Fiabilidad: Reduce las microfisuras provocadas por los ciclos térmicos
4. Reparabilidad: Mitiga las conexiones débiles de la tangencia menor

Directrices de aplicación:

• Longitud de la lágrima = 1.5-2x ancho de trazo
• Radio de transición ≥ 0,1 mm
• Optimizar la forma para la continuidad de impedancia en señales de alta velocidad
• Utilizar microgotas (≤0,15 mm) en zonas de alta densidad

Problemas comunes y soluciones

Prevención de la desalineación de brocas:

1. Utilice taladrado CNC de alta precisión (≤0,025 mm exactitud)
2. Optimización de los parámetros de perforación (RPM, velocidad de avance)
3. Implantar sistemas de alineación CCD
4. Sustituya las brocas cada 1500-2000 agujeros

Anillos anulares insuficientes:

1. Aumentar el diámetro de las pastillas (solución preferida)
2. Reducir el tamaño de los orificios (tener en cuenta los cables de los componentes)
3. Utilizar almohadillas asimétricas
4. Aplicar la tecnología via-in-pad (requiere chapado secundario)

Control de calidad en la producción en serie:

1. Inspección dimensional completa de los primeros artículos
2. Muestreo por lotes con análisis transversal
3. Control en tiempo real de la posición de la perforadora
4. Establecer gráficos de control SPC para la anchura del anillo

Mediante la aplicación de un diseño sistemático y estrictos controles de proceso, los anillos anulares para PCB pueden cumplir requisitos de alta fiabilidad, garantizando la estabilidad a largo plazo de los productos electrónicos. Los ingenieros deben colaborar estrechamente con los fabricantes durante la fase de diseño para equilibrar las especificaciones con las capacidades de producción.