Como diseñador novato de PCB, puede que tengas curiosidad por saber qué es un anillo anular. Además, puede que te interese crear uno durante el proceso de fabricación del PCB. Esto es importante, especialmente si está creando o modificando su propio PCB, y planea colocar cualquier componente de paso en él.
En esta guía, discutiremos qué es un anillo anular y cómo calcular su tamaño. Además, exploraremos por qué es importante su tamaño y cómo se relaciona con otros agujeros del PCB. Sin más preámbulos...
¿Qué es un anillo anular?
Cuando se perfora un agujero en un panel de cobre PCB, el cobre resultante que rodea el agujero es lo que conocemos como anillos anulares. Esencialmente actúa como la pared de la vía perforada. El tamaño del anillo anular dependerá del tamaño de la vía y del tamaño del panel de cobre.
¿Pero cuál es el propósito de los anillos anulares? Como puede o no saber, los PCBs tienen varias capas. Los rastros de la placa de circuito necesitarán conectarse a varias capas del PCB. Normalmente lo consiguen alcanzando una almohadilla que los dirige a través de una vía a otra capa.
El anillo anular que rodea la vía facilita la conexión entre el rastro y la vía. Lo que significa que cuanto más grueso sea el anillo anular, más fuerte será la conexión. Pero, ¿qué tan gruesos deben ser los anillos anulares y cómo se calcula?
¿Cómo se mide y calcula el anillo anular?
Para encontrar el ancho de un anillo anular, necesitas usar esta fórmula: (diámetro de la almohadilla - vía diámetro) ÷ 2.
Si el diámetro de la almohadilla es de 25 mils (0,50mm) y el agujero/vía es de 15 mils (0,38mm) entonces tu ecuación se verá así:
(25 - 15) ÷ 2 = 5 mils
(0,50 - 0,38) ÷ 2 = 0,06mm.
Veamos más ejemplos del mundo real. Eso incluirá el ancho del anillo anular para las vías estándar, microvías y agujeros de componentes.
Vía estándar
Generalmente, una vía estándar tendrá un agujero con un diámetro de 0,20mm (7,87 mils). En una almohadilla de 0,40mm (15,74 mils), sus ecuaciones finales se verán así:
(0,40mm - 0,20mm) ÷ 2 = 0,10mm
(15.74 mils - 7.87 mils) ÷ 2 = 3.93 mils
Microvia
Las micro vías son típicamente más pequeñas que sus agujeros estándar. Tendrán un diámetro de agujero de 0,10 mm. En una almohadilla con un diámetro de 0,30 mm (11,82 mm), tu ecuación se verá así:
(0,30mm - 0,10mm) ÷ 2 = 0,10mm
(11,82 mils - 3,93 mils) ÷ 2 = 3,93 mils
Agujero del componente
Como discutimos anteriormente, los agujeros de los componentes tienden a ser más grandes que las vías promedio. En una almohadilla con un diámetro de 1,20mm (47,24 mils) y un agujero de 0,80mm (31,50 mils), su ecuación se verá así:
(1,20mm - 0,80mm) ÷ 2 = 0,20mm
(47,24 mils - 31,50 mils) ÷ 2 = 7,87 mils
¿Por qué importa el ancho del anillo anular?
Como ya se ha mencionado anteriormente en la guía, el anillo anular se conecta a los rastros y a las diversas capas del PCB. Por lo tanto, debe ser lo suficientemente grande como para soportar una conexión fiable. Cuanto más grueso sea el anillo anular, más fuerte será la conexión alrededor de la vía. Si el anillo anular no es lo suficientemente grueso, puede causar problemas de conexión o roturas.
Es posible que haya escuchado el término "anillo anular de lágrimas" antes. Las almohadillas de lágrima presentan cobre adicional cerca de la unión del anillo anular que se conecta a las trazas de PCB. Ayudan a crear una conexión más segura que puede ser más resistente a la tensión.
La idea aquí es simple. Cuanto más cobre haya alrededor de la vía, más grueso es el anillo anular, y más fuerte es la señal que puede llevar hacia y desde los rastros.
Posicionamiento de la vía en un anillo anulars
No sólo tus anillos anulares tienen que ser de un tamaño amplio, sino que tienes que posicionar el agujero (vía) correctamente. Si has posicionado el agujero demasiado cerca de los límites de la almohadilla, podría causar una tangencia. Además, una tangencia también puede ocurrir si los anillos anulares son demasiado delgados.
Sin embargo, cuando perforas tu agujero, quieres perforar a través del centro de la almohadilla de cobre. Eso te dará los anillos anulares más eficientes estructuralmente. Perforar demasiado cerca de los bordes de la almohadilla le dará una vía comprometida o mala, que efectivamente terminará en una tangencia.
Perforar demasiado lejos del centro de la plataforma podría terminar en una ruptura. Esto es cuando el taladro compensa el agujero y rompe la continuidad de los límites de la plataforma, resultando en un anillo anular estructuralmente insuficiente.
La estructura de los anillos anulares depende en gran medida de dónde se taladra el agujero y se coloca a través de él. Ayudaría si evitara tanto una ruptura como la tangencia al montar su PCB. Sin embargo, así es como se relacionan las vías y los anillos anulares.
Tamaño recomendado del anillo anulars del PCB
Típicamente, tu anillo anular necesita ser tan grande como tus partes más pesadas o las que vas a exponer a una fuerza pesada. Por ejemplo, tu interruptor. Generalmente, el punto dulce para el diámetro de un anillo anular es de 0,25 mm. Si no estás seguro de cuán grande es tu vía, siempre puedes recurrir a este tamaño.
Sin embargo, la casa del PCB normalmente especificará el tamaño mínimo para una vía o anillo anular. Tu anillo anular debería ser al menos de este tamaño o más grande. Un anillo anular más pequeño que el tamaño estipulado puede resultar en un espacio o una conectividad insuficiente para sus componentes.
Dependiendo de si va a acampar, enchufar y/o llenar su vía, debe considerar cuánto espacio de tablero tiene. Además, debes considerar la capacidad actual de tu tablero. Estas son todas las cosas que necesitas evaluar cuando consideras el tamaño de tu taladro.
No hará daño medir la almohadilla de cobre y luego tratar de hacer el diámetro del agujero por lo menos la mitad del tamaño del área de la almohadilla de cobre.
Conclusión
Si ha llegado a esta sección de la guía, significa que debería ser capaz de entender los fundamentos de un anillo anular. En la guía anterior, discutimos qué es un anillo anular y cómo calcular su tamaño. Además de esto, también exploramos las relaciones que las vias tienen con los anillos anulares y por qué el tamaño de cada uno es importante. Como siempre, esperamos que hayan encontrado esta guía útil. Gracias por leerla.