حلقات الدوائر المطبوعة: إرشادات التصميم

الحلقات الدائرية في لوحات الدوائر المطبوعة هي المناطق النحاسية المتبقية حول الثقوب المحفورة. وهي ضرورية للثقوب المطلية، والوصلات الرأسية، وأطراف المكونات لأنها توفر مساحة توصيل كهربائي وتتحمل التباين الطبيعي في عمليات التصنيع أثناء الحفر والتسجيل.

ينبغي أن يستند تصميم الحلقة الحلقية إلى الثقب النهائي، وهندسة الوسادة، وتسجيل الطبقات، وقدرة التصنيع المتفق عليها للمهمة.

جدول المحتويات

• ما هي الحلقة الدائرية في لوحة الدوائر المطبوعة؟
• كيفية حساب الحلقة الحلقية
• لماذا تُعدّ الحلقات الحلقية مهمة؟
• مشاكل شائعة في الحلقات الحلقية
• معايير IPC وتفاوتات التصنيع
• الثقوب الموصلة وفتحات المكونات
• وسادات على شكل دمعة وحلقات دائرية
• فحص DFM للحلقات الحلقية
• الفحص والاختبار
• مراجعة تصميم الحلقة الحلقية مع هايليب

ما هي الحلقة الدائرية في لوحة الدوائر المطبوعة؟

في حالة الثقوب المطلية، تُشكل الحلقة الدائرية سطحًا نحاسيًا شعاعيًا يحيط بالثقب النهائي. وهي تدعم استمرارية الطلاء وتوفر منطقة قابلة للحام أو التوصيل. أما في الطبقات الداخلية، فيلزم تثبيت كافٍ للحفاظ على اتصال أسطواني موثوق بعد الحفر.

تختلف الحلقة المطلوبة حسب فئة اللوحة ونوع الطبقة وكثافة الميزات وما إذا كان الثقب عبارة عن وصلة أو طرف مكون أو ميزة أدوات أو هيكل متخصص.

كيفية حساب الحلقة الحلقية

الحساب الاسمي البسيط هو: الحلقة الحلقية = (قطر الوسادة - قطر الثقب النهائي) / 2. يجب أن تأخذ قيمة التصميم في الاعتبار أيضًا انحراف الحفر، وتفاوت التسجيل، والطلاء، وأي متطلبات قبول من العميل.

استخدم قطر الثقب النهائي في الحساب عندما يكون هو القيمة المحددة في الرسم. تأكد مما إذا كان المصنّع يحتاج إلى مثقاب أكبر حجماً لتحقيق النتيجة النهائية بعد الطلاء.

لماذا تُعدّ الحلقات الحلقية مهمة؟

يزيد استخدام حلقة ذات قطر صغير من خطر حدوث تشققات، وانخفاض تثبيت الطلاء، وضعف وصلات اللحام، وانخفاض الإنتاجية. وقد يكون التأثير أكبر على اللوحات متعددة الطبقات ذات الكثافة العالية، حيث تستهلك دقة تسجيل الطبقات الداخلية جزءًا أكبر من المساحة المتاحة.

إن اختيار وسادة أكبر قليلاً حيثما يسمح التوجيه بذلك يمكن أن يحسن هامش التصنيع ويقلل من المخاطر غير الضرورية.

مشاكل شائعة في الحلقات الحلقية

تشمل المشاكل الشائعة عدم تطابق الحفر مع نقاط التوصيل، وعدم كفاية تغطية الطبقة الداخلية، وتقليل حجم نقاط التوصيل بسبب التوجيه أو هندسة التخفيف الحراري، ونسخ أحجام نقاط التوصيل من مجموعة قواعد تصميم غير متوافقة. قد تظل قاعدة التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) الصحيحة اسميًا غير مناسبة للتكوين الفعلي للطبقات ونوع اللوحة.

قم بمراجعة المناطق الاستثنائية مثل الموصلات، وفتحات التثبيت بالضغط، ومناطق النحاس السميك، ومناطق الانفصال ذات المسافة الدقيقة بشكل منفصل.

معايير IPC وتفاوتات التصنيع

تحدد وثائق IPC ومواصفات العملاء مفاهيم القبول، ولكن يجب تحديد الفئة المستهدفة والمتطلبات التعاقدية لكل منتج. وتؤثر كل من قدرة التصنيع وحجم الثقوب وسماكة اللوح وعدد الطبقات والتسجيل على متطلبات الأرض العملية.

استخدم قواعد تصميم الشركة المصنعة للعملية المقصودة وتعامل معها كجزء من حزمة التصنيع الصادرة.

الثقوب الموصلة وفتحات المكونات

قد تستخدم الوصلات الرأسية وسادات أصغر للحفاظ على كثافة التوجيه، بينما قد تتطلب فتحات المكونات مساحات أكبر للحام والمتانة الميكانيكية. تتطلب الوصلات ذات التيار العالي أو الأحمال الميكانيكية عناية خاصة بحجم الوسادات، وحجم الفتحات، والطلاء، وتخفيف الإجهاد.

لا تقم بتطبيق قيمة واحدة للحلقة الدائرية بشكل أعمى على جميع أنواع الثقوب.

وسادات على شكل دمعة وحلقات دائرية

تعمل وصلات القطرات على توسيع الوصلة بين المسار واللوحة بسلاسة. ويمكنها تحسين تثبيت النحاس بالقرب من الثقب المحفور وإضافة هامش أمان في مناطق محددة، لكنها لا تغني عن استخدام حلقة دائرية ذات حجم مناسب أو دقة حفر ملائمة.

استخدمها حيثما تتناسب مع استراتيجية التوجيه والتصنيع، ثم تحقق من أن الشكل الهندسي الناتج نظيف ولا يتسبب في انتهاكات التباعد.

فحص DFM للحلقات الحلقية

ينبغي أن تتضمن مراجعة التصميم للتصنيع فحص أحجام الثقوب النهائية، ومجموعات الوسادات، وملفات الحفر، وتسجيل الطبقات، واستثناءات الحلقة الحلقية، والمسافة الفاصلة حول كل نوع من أنواع الثقوب. وتكتسب هذه المراجعة أهمية خاصة بعد تغيير مكتبة البصمات، أو مراجعة التجميع، أو تحديث تقسيم اللوحة.

يؤدي تصحيح الحواف قبل عملية التشكيل إلى تجنب إعادة العمل المكلفة ويمكن أن يحسن من إنتاجية المحاولة الأولى.

الفحص والاختبار

قد يشمل فحص التصنيع الفحص البصري الآلي، وتحليل الأشعة السينية أو التحليل المجهري عند الاقتضاء، والاختبارات الكهربائية للتأكد من استمرارية التيار وعزله. ينبغي اختيار الطريقة بناءً على معايير المخاطر والقبول، وليس كبديل عن قواعد التصميم السليمة.

قم بتوثيق أي ثغرات أو قسائم حرجة تتطلب مزيدًا من التحقق.

مراجعة تصميم الحلقة الحلقية مع هايليب

بإمكان شركة هايليب للإلكترونيات مراجعة قواعد الحلقات الدائرية، وبيانات الحفر، وتكوين الطبقات، ومتطلبات الثقوب الخاصة قبل التصنيع. وتساعد المعلومات الواضحة حول فئة المنتج وخصائصه الأساسية على تركيز المراجعة على مخاطر التصنيع الحقيقية.

لإجراء مراجعة لإمكانية التصنيع، اطلب عرض أسعار للوحة الدوائر المطبوعة مع ملفات Gerber وملفات الحفر والرسومات وملاحظات التصنيع.