Bague annulaire du PCB

Fonction principale et spécifications de conception des circuits imprimés en anneau

En la fabrication de cartes de circuits imprimés (PCB), le anneau annulaire est une structure fondamentale qui garantit des connexions électriques fiables. Cette pastille métallique circulaire fixe les fils des composants à travers un trou central, formant ainsi des connexions électriques stables par soudure. La précision d'usinage des anneaux annulaires influe non seulement sur les performances des cartes individuelles, mais aussi sur le rendement de la production en série.

Trois états morphologiques des anneaux annulaires

1. État normal
   Le trou percé est parfaitement centré dans le tampon, formant un anneau de cuivre complet. Cette condition idéale garantit une capacité de transport de courant et une résistance mécanique optimales, réduisant ainsi la résistance de la connexion. 15-20%.
2. État de la tangente
   Lorsque le perçage s'écarte du centre, l'anneau de cuivre entre en contact avec le bord du trou d'un côté, ce qui crée une condition de tangence. Fréquente dans les forages à grande vitesse, cette situation peut réduire la capacité de courant de 30-40%. Les usines modernes de circuits imprimés utilisent des systèmes d'inspection par vision pour contrôler les occurrences de tangentes en temps réel.
3. État de rupture
   Défaut grave où l'anneau de cuivre est complètement cassé, provoquant un circuit ouvert. Cela se produit généralement lorsque l'écart de forage dépasse 0,1 mm et constitue une cause majeure de rejet des PCB dans le cadre du contrôle de qualité. Inspection optique automatisée (AOI) permettent de détecter efficacement ces défauts.

Calculs techniques pour les dimensions de l'anneau annulaire

Formule de l'anneau annulaire extérieur (OAR):

Prise en compte de l'épaisseur du placage :

• PTH (Plated Through Hole): Ajouter 0,10 mm indemnité de placage
• NPTH (Trou traversant non plaqué): Pas d'allocation supplémentaire

Exemple de calcul:
Pour un Tampon de 0,60 mm et Trou fini de 0,30 mm (PTH):

Considérations relatives à l'anneau annulaire intérieur (IAR):

Facteurs clés pour les couches internes :

• Compensation du désalignement de la stratification
• Variations de l'épaisseur de la couche interne de cuivre
• Précision d'alignement dans les cartes multicouches

Exemple de calcul:
Pour un Coussinet intérieur de 0,50 mm et Trou fini de 0,20 mm (PTH):

Normes industrielles et contrôle des processus

Par IPC-6012Les exigences en matière de bague annulaire varient selon le type de PCB :

Recommandations en matière de conception:
✔ Permettre 0,02-0,03 mm marge du processus
✔ Augmenter la largeur de l'anneau de 20% pour les circuits à haute fréquence
✔ Vérifier la capacité de transport de courant pour les traces de haute puissance
✔ Simuler les effets de la contrainte thermique sur les anneaux annulaires

Renforcement en forme de goutte d'eau : Avantages techniques

Les gouttes d'eau améliorent la fiabilité de l'anneau annulaire :

1. Résistance mécanique: Augmente la résistance à la traction de 40%+
2. Tolérance du processus: Compense les ±0,05 mm écarts de forage
3. Fiabilité: Réduit les microfissures dues aux cycles thermiques
4. Réparabilité: Atténue les connexions faibles dues à une tangence mineure

Lignes directrices pour la mise en œuvre:

• Longueur de la larme = 1.5-2x largeur de la trace
• Rayon de transition ≥ 0,1 mm
• Optimiser la forme pour la continuité de l'impédance dans les signaux à grande vitesse
• Utiliser des micro-teardrops (≤0.15mm) dans les zones à forte densité

Problèmes courants et solutions

Prévention du désalignement des forets:

1. Utilisation d'un système de perçage CNC de haute précision (≤0.025mm précision)
2. Optimiser les paramètres de forage (vitesse de rotation, vitesse d'avance)
3. Mise en œuvre des systèmes d'alignement des CCD
4. Remplacer les forets tous les 1500-2000 trous

Remédier à l'insuffisance des anneaux annulaires:

1. Augmenter le diamètre des tampons (solution préférée)
2. Réduire la taille des trous (tenir compte des fils des composants)
3. Utiliser des motifs de tampons asymétriques
4. Appliquer la technologie via-in-pad (nécessite un placage secondaire)

Contrôle de la qualité dans la production de masse:

1. Inspection dimensionnelle complète des premiers articles
2. Échantillonnage par lots avec analyse de la section transversale
3. Contrôle en temps réel de la position de la foreuse
4. Établir des cartes de contrôle SPC pour la largeur des anneaux

En mettant en œuvre une conception systématique et des contrôles de processus stricts, les anneaux annulaires pour circuits imprimés peuvent répondre à des exigences de haute fiabilité, garantissant ainsi la stabilité à long terme des produits électroniques. Les ingénieurs doivent collaborer étroitement avec les fabricants pendant la phase de conception afin d'équilibrer les spécifications et les capacités de production.