PCB-ringringen: Ontwerprichtlijnen

De ringvormige randen van printplaten zijn de koperen vlakken die overblijven rond geboorde gaten. Ze zijn essentieel voor doorgeplateerde gaten, via's en componentaansluitingen, omdat ze een elektrisch contactoppervlak bieden en normale productievariaties in boren en positionering opvangen.

Het ontwerp van de ring moet gebaseerd zijn op het uiteindelijke gat, de padgeometrie, de laaguitlijning en de overeengekomen fabricagemogelijkheden voor de betreffende opdracht.

Inhoudsopgave

• Wat is een PCB-ring?
• Hoe bereken je een ringvormige structuur?
• Waarom ringvormige structuren belangrijk zijn
• Veelvoorkomende problemen met ringvormige ringen
• IPC en fabricagetoleranties
• Via's en componentgaten
• Druppelvormige pads en ringvormige ringen
• DFM-controle op ringvormige structuren
• Inspectie en test
• Review van het ontwerp van een ringvormige ring met Highleap

Wat is een PCB-ring?

Bij een doorgeplateerd gat is de ringvormige rand het radiale koperen vlak dat het afgewerkte gat omringt. Deze ring zorgt voor een continue plating en biedt een soldeerbaar of aansluitbaar oppervlak. Ook bij binnenste lagen is een goede hechting nodig om een ​​betrouwbare verbinding met de buis na het boren te garanderen.

De acceptatie van de ringvormige boring is gekoppeld aan de controle van het boren en de positionering , de gespecificeerde gatgeometrie en de goedgekeurde fabricagetolerantie. Evalueer deze dimensies gezamenlijk in plaats van de diameter van de pad als enige maatstaf voor de productiemarge te gebruiken.

De benodigde ring verschilt per printplaatklasse, laagtype, featuredichtheid en of het gat een via, componentaansluiting, gereedschapsfeature of gespecialiseerde structuur is.

Hoe bereken je een ringvormige structuur?

Een eenvoudige nominale berekening is ringdiameter = (diameter van de pad – diameter van het afgewerkte gat) / 2. Bij de ontwerpwaarde moet ook rekening worden gehouden met boorafwijking, registratietolerantie, galvanisatie en eventuele acceptatie-eisen van de klant.

Gebruik de uiteindelijke gatdiameter in de berekening wanneer dat de vastgestelde waarde op de tekening is. Controleer of de fabrikant een grotere boordiameter nodig heeft om dat eindresultaat na het galvaniseren te bereiken.

Waarom ringvormige structuren belangrijk zijn

Een te kleine ring vergroot het risico op doorslag, verminderde hechting van de plating, zwakke soldeerverbindingen en opbrengstverlies. De impact kan groter zijn bij dichte meerlaagse printplaten, waar de tolerantie voor de uitlijning van de binnenste lagen een groter deel van het beschikbare oppervlak in beslag neemt.

Door, waar mogelijk, een iets grotere pad te kiezen, kan de productiemarge worden vergroot en onnodige risico's worden verminderd.

Veelvoorkomende problemen met ringvormige ringen

Typische problemen zijn onder andere verkeerde uitlijning van de boorgaten ten opzichte van de pads, onvoldoende hechting van de binnenste lagen, pads die kleiner zijn geworden door routing of thermische ontlasting, en landafmetingen die zijn overgenomen uit een incompatibele ontwerpvoorschriftenset. Een in principe correcte CAD-regel kan nog steeds ongeschikt zijn voor de daadwerkelijke opbouw en printplaatklasse.

Controleer uitzonderingsgebieden zoals connectoren, perspassinggaten, dikke koperlagen en fijnmazige doorbreekzones afzonderlijk.

IPC en fabricagetoleranties

IPC-documenten en klantspecificaties definiëren acceptatieconcepten, maar de beoogde productklasse en contractuele eisen moeten voor elk product afzonderlijk worden vastgesteld. Fabricagemogelijkheden, boorgrootte, plaatdikte, aantal lagen en registratie hebben allemaal invloed op de daadwerkelijk benodigde ruimte.

Gebruik de ontwerpvoorschriften van de fabrikant voor het beoogde proces en beschouw deze als onderdeel van het vrijgegeven fabricagepakket.

Via's en componentgaten

Via's kunnen kleinere pads gebruiken om de routingdichtheid te behouden, terwijl componentgaten grotere lands nodig kunnen hebben voor solderen en mechanische sterkte. Bij verbindingen met hoge stroomsterkte of mechanisch belaste verbindingen moet speciale aandacht worden besteed aan de grootte van de pads, de grootte van de gaten, de beplating en de trekontlasting.

Pas niet blindelings één ringwaarde toe op elk type gat.

Druppelvormige pads en ringvormige ringen

Druppelvormige contactpunten verbreden de verbinding tussen een printspoor en een pad op een vloeiende manier. Ze kunnen de koperretentie in de buurt van een geboord gat verbeteren en extra marge bieden op bepaalde plekken, maar ze vervangen geen ring met de juiste afmetingen of een geschikte boortolerantie.

Gebruik ze waar ze passen binnen de routing- en productiestrategie en controleer vervolgens of de resulterende geometrie schoon is en geen spatiëringsfouten veroorzaakt.

DFM-controle op ringvormige structuren

Een DFM-review moet de afmetingen van de voltooide gaten, de pad-stapels, de boorbestanden, de laagregistratie, de uitzonderingen in de ringvormige zone en de speling rond elk type gat onderzoeken. De review is met name waardevol na een wijziging in de footprintbibliotheek, een herziening van de stapelstructuur of een update van de panelisering.

Het corrigeren van randvlakken vóór de matrijs voorkomt kostbaar herstelwerk en kan de opbrengst bij de eerste productiegang verbeteren.

Inspectie en test

De fabricage-inspectie kan bestaan ​​uit geautomatiseerde optische inspectie, röntgen- of microsectieanalyse waar nodig, en elektrische testen op continuïteit en isolatie. De methode moet worden gekozen op basis van de risico- en acceptatiecriteria en mag niet worden gebruikt als vervanging voor degelijke ontwerpvoorschriften.

Documenteer alle kritieke gaten of coupons die aanvullende verificatie vereisen.

Review van het ontwerp van een ringvormige ring met Highleap

Highleap Electronics kan de regels voor ringvormige gaten, boorgegevens, opbouw en speciale gatvereisten beoordelen vóór de fabricage. Duidelijke informatie over de productklasse en kritische kenmerken helpt de beoordeling te richten op de werkelijke productierisico's.

Voor een beoordeling van de produceerbaarheid kunt u een PCB-offerte aanvragen met de Gerber-bestanden, boorbestanden, tekeningen en fabricage-instructies.