关于 PCB 环形环的最全面指南

PCB 环形环是许多 PCB 设计人员面临的最大问题之一。虽然您可以 100% 确定您已将过孔放置在焊盘的中间，但仍有可能发生切线和突破。这篇文章都是关于 PCB 环形圈的。

它解决了设计 PCB 环形圈及其解决方案的挑战，以及 PCB 环形圈尺寸的重要性。通过这篇文章，期待学到很多东西。从这里，您将找到深入的 PCB 环形圈设计指南。作为一名读者，您将了解与 PCB 环形圈相关的挑战。更重要的是，您将能够更好地解决设计阶段面临的问题。

（带环形圈的PCB图片）

1。 PCB圆环是什么？

圆环是铜垫的一个区域，位于已完成的钻孔周围。这里的死点是通孔镀铜。在这个通孔周围，需要有足够的铜。足够的铜能够在通孔和铜迹线之间形成可靠的连接。这很常见，尤其是在多层 PCB 中。

因此，环形圈的主要目的是建立良好的连接，尤其是在多层 PCB 中。换言之，环形圈用作印刷电路板的锚。环形圈的最小直径取决于 PCB 组装商的能力。孔径因性质及是否电镀而异。小圈子确实处于危险之中。小环会导致所谓的环形突破。

2。 PCB圆环的结构

在数学中，环是一个环形物体。这是一个周围有两个同心圆的区域。对于印刷电路板也是如此。等效地，圆环是两个同心圆或圆盘之间的差异。在形容词形式中，它是环形的，就像环形日食一样。

在印刷电路板上，圆环在结构上多为圆形。需要注意的是，环形圈的萎缩越大，钻孔周围的铜连接就越好。如果你想避免突破的机会，你必须增加环形圈的尺寸。

（描绘环形圈的圆形结构的PCB）

3。 PCB圆环的重要性

PCB 环形环在印刷电路上是必不可少的，因为它们为电路板上的可靠电气连接提供了空间。如果没有环形圈，电路板上将没有所需的电气连接。在印刷电路板上，与环形圈有关的问题可能会带来问题，并可能严重影响走线的连续性。此外，它可能会对整个电路板的功能产生负面影响。

不幸的是，一些设计师没有认真考虑环形圈的重要性。一些设计的 PCB 具有丑陋的环形环。这样做是一个大问题，可能会影响与跟踪连续性有关的问题。钻孔时，精度至关重要，钻孔不应偏离标准。如果是这种情况，那么就会有圆环相切。环形切线是一个对电路板功能产生负面影响的问题。

（PCB圆环等电器元件）

4。我们如何计算 PCB 环形圈

虽然 PCB 制造商确实负责制造精确的设计，但设计师也发挥着巨大的作用。在提出合适尺寸的设计时，设计师很重要。如果没有正确的圆环尺寸，那么电路板的整体功能就会面临风险。确保正确的圆环尺寸将使您免于以后的心痛。

计算 PCB 环形圈并不像您想象的那么困难。最好的圆环宽度是成品孔直径与铜焊盘之差除以二。假设焊盘直径为 22 mil，孔直径为 10 mil。如果是这样，那么圆环是这样计算的：(22 -10) /2 =6 mils。

4.1 根据需要确定类型

PCB 因其高沸点和电绝缘特性而在许多应用中得到广泛应用。它们大量用于传热、电气和液压设备。最近，您可以发现 PCB 在家用电器、军事和医疗设备中的用途。在计算 PCB 环形环时，您需要考虑它的用途。环形圈的类型取决于您的 PCB 的需求。

如果您的印刷电路板有特殊要求，那么它可能需要高质量的 PCB 环形圈。印刷电路板协会列出了三类基本的 PCB。有1、2、3类PCB产品； 3 级产品比 1 类和 2 类产品更适用。出于这个原因，第 3 类环形圈的要求略有不同。它们的焊盘尺寸需要足够大，以适应通孔的直径。

4.2 PCB环形圈的设计标准

如果没有正确的 PCB 环形环设计标准，您最终可能会得到功能不佳的电路板。如果你把一切都做好了，这样你的设备就可以按需要运行，那将会很有帮助。

理论上，最好的环形可以通过在通孔焊盘的中心正确钻孔来实现。在真正意义上，钻孔精度取决于制造商使用的设备。

印刷电路板制造商对设计 PCB 环形圈有特定的公差。大多数情况下，它大约有五英里。理想情况下，设计人员更喜欢将环形圈定位在电路板的死点。这样做的原因是为了确保层和通孔之间的良好连接。在设计阶段，必须对圆环进行适当的设置。

对于密集型设计，具有较小的环形圈尺寸至关重要。这样做的原因是过孔或焊盘会占用很小的空间。

4.3 计算公式

PCB环形圈的计算公式并不像你想象的那么复杂。然而不幸的是，许多人并没有意识到会得出这样的计算结果。出于创建通孔的原因，这意味着钻孔需要铜周围。铜环是通孔尺寸或外径。根据IPC-2221A标准，PCB最小圆环尺寸计算如下：

最小环圈 =(Min Ringer Border) * 2 + (Tolerance) + (Hole Size)

环形PCB环为（焊盘直径-孔）/2。假设您的焊盘直径为 20 密耳，孔直径为 10 密耳。因此，环形圈的宽度将是 20 – 10 =5 密耳。

如果您知道您有一个特定的圆环为 8 mil 的焊盘，那么焊盘直径为 8*2。这将等于 16 英里。如您所见，PCB圆环的计算公式并不是一个复杂的过程。

4.4 最小环形圈

您需要注意最小环宽度。需要注意的是，PCB 的内层和外层都有一个最小的环形圈。大多数设计人员都同意 PCB 内层的最小环形环为 0.1 毫米。此外，大多数 PCB 设计人员都同意 0.05mm 作为外层的最小环形圈。

如果您想获得最佳和最理想的最小环形圈，那么您需要考虑一些事情。但最重要的是确保您与重视可制造性设计 (DFM) 的设计师合作。使用 DFM，您将获得具有最小圆环尺寸的 PCB。

4.4.1 什么是最小的圆环？

有时，基于附近元件的紧密间距，设计人员会选择制作小的 PCB 环形圈。需要注意的是，小圆环会增加钻孔靠近圆环边缘的机会。

在最坏的情况下，钻孔可能会从环形圈中脱落。这可能相当于断线连接。更糟糕的是，它可能导致关系脆弱，影响董事会的功能。最小的圆环是-1mil。不幸的是，这并不理想，因为它增加了突破的机会。

4.4.2 如何计算最小的圆环

如前所述，估计环形圈的大小本身并不是一件难事。同样，环形圈越小越好。在节省成本方面，小型环形圈非常出色。就像最大圆环计算一样，几乎精确地计算最小圆环。要计算最小的圆环，您需要将铜尺寸减去钻头直径。你应该除以二的数字。大多数 PCB 设计人员都同意最小的圆环需要为 0.050mm。

（相同圆环尺寸宽度的PCB）

5。 PCB圆环和通孔有什么区别

PCB环形圈和通孔之间有一个值得注意的区别。铜焊盘和钻孔边缘之间的区域是一个环形圈。如前所述，环圈的宽度越大越好。这样做可以为钻孔提供连接。在特定的印刷电路板上，环形圈的尺寸几乎相同。

谈到 PCB，您经常会听到通孔一词。也拼写为“通孔”，指的是适用于电子元件的安装方案。它涉及在插入 PCB 上钻孔的元件上使用引线。值得注意的是，通孔是最古老的技术之一。但是，使用它是有正当理由的。例如，通孔是爱好者的理想选择。它带有一些小题大做和一些意外引起桥梁的错误。

（A机钻PCB圆环）

6。外环 (OAR) 和内环 (IAR)

如下所述，外环 (OAR) 与内环 (IAR) 不同。两者在术语及其计算方面都不同。

6.1 什么是外环

外圆环由铜垫组成。铜垫是您在外圆环中找到的基本材料。

如何计算

计算外环是一个简单的过程。外圆环是 1 / 2（外垫直径）。这是一个如何计算外圆环的清晰示例：

OAR =（铜垫直径 - 工具尺寸）/2。这就是如何实现这样的测量。 TOOLSIZE =END SIZE + 0.10mm 用于 PTH 孔 + 0.00mm 用于整个 NPTH 孔。

6.2 什么是内环

内环 (IAR) 是位于焊孔和焊盘外层边缘之间的区域。就这么简单。更好的是，计算 PCB 的内环并不是一个困难的过程。全部解释如下：

如何计算

内环为 1 /2（内层焊​​盘直径 – ）。要计算内圆环，您需要将铜垫直径减去 TOOLSIZE。之后，您需要将得到的数字除以 2。TOOLSIZE =END SIZE + 整个 PTH 孔的 0.10mm + 整个 NPTH 孔的 0.00mm。

假设您要计算直径为 0.25mm 的成品孔的 0.60mm 铜焊盘上的 IAR。因此，IAR 如下：

0.60 毫米 - (0.25 毫米 + 0.10 毫米) /2。这将等于 0.60mm – 035mm / 2 =0.250mm/2。结果为 0.125 毫米。

（PCB内外环）

7。什么是泪珠环？

谈到PCB的制造，您可能会遇到泪珠这个词。这个名字来自它的形状。泪珠大多发生在钻孔过程中。在钻孔期间，钻头未对准的可能性很常见。在这里，钻头可能会从 PCB 的连接处去除大量铜。

这可能会导致断线连接或细连接。但需要注意的是，泪珠在 PCB 中起着至关重要的作用。大多数设计师使用它们来防止微裂纹。微裂纹多发生在焊盘与轨道的连接处。但泪珠的主要目的是确保 PCB 生产过程中的完整性。

确实如此，尤其是在钻头在钻孔期间未对准的情况下。 PCB 设计人员使用泪珠还有其他原因。一些最重要的原因包括：

• 它将开裂的风险降到最低。
• 它们显着提高了设备​​的抗热冲击能力。
• 它可以最大限度地减少热应力和机械应力，以及在走线连接焊盘的地方。
• 它有助于扩大 PCB 制造商对焊盘的钻孔公差。这使得电路板的生产更加舒适。
• 它大大降低了破解的机会。
• 泪珠还可以使电路板在机械上更加坚固。

8。 PCB圆环常见问题

有很多值得注意的 PCB 环形圈问题。许多设计师几乎每天都会面对它们。这些问题很常见，因为每个制造商都使用不同的原材料、劳动力和设计策略。虽然存在很多问题，但其中一些最常见的问题包括：

不需要的环形圈

不需要的环形环是常见的 PCB 问题。如果焊盘尺寸趋于小，它可能会失败。这样做的原因是钻孔会占用焊盘上的大量空间。对于设计人员来说，避免这种情况，原型设计是必要的。

原型设计可确保在全面生产之前避免出现不需要的环形圈。使用原型，可以在批量生产之前及早发现错误。

相切

环形 PCB 环相切是 PCB 设计人员面临的另一个常见问题。一旦钻头错过了所需的标记，产生的孔边缘就会朝向焊盘的尺寸。当光点接触到该地方的边缘时，它就会产生一个圆环相切。

如果钻孔进一步偏离，那就很危险。这带来了突破的实例。如果要避免切线，则必须确保钻孔完美。你的钻头应该达到目标。钻孔的精度应该是准确的。

突围

断线也是环形 PCB 环的常见问题。当钻孔没有得到所需的焊盘环绕时，就会发生环形突破。大多数情况下，当层压过程导致 PCB 的某些部分从它们必须放置的位置移开时，就会发生断裂。

你想避免航班的情况吗？如果是这样，则需要确保环形圈的宽度是理想的。如前所述，圆环的宽度就是焊盘的直径——孔的直径/2。

（PCB上的环形分线）

9。由环绘制的破裂概率

9.1 什么是圆环破裂（原因）

有几个原因可能会导致 PCB 上的环形环破裂。在大多数情况下，这是由于电路板的老化。旧的或使用时间过长的板容易发生环形圈破裂。随着年龄的增长，请放心，组件会破裂。此外，环圈去湿是断裂的另一个原因。

制造过程中对孔的污染是造成环形圈破裂的另一个原因。已知还有其他导致环形圈断裂的原因。已知过大的机械应力会导致环形圈破裂。然而，一切都不会丢失，因为有一些方法可以避免环形环破裂的情况。

9.2 如何避免

有几种方法可以确保您避免发生环形圈破裂的情况。首先，您需要确保您使用的材料类型是最高质量的。此外，您需要确保与合格的制造商合作。如果您从经验丰富的制造商处采购您的 PCB，请放心，不会有环形环破裂的机会。

您可能还需要更换 PCB，尤其是旧的 PCB。确保您的 PCB 不会受到过大的机械应力。为了安全起见，请确保没有孔污染。确保制造过程遵循所有程序以避免此类情况。

10. PCB圆环尺寸调整技巧

如果您的圆环尺寸不正确，则可能意味着您的电路板存在问题。不是所需尺寸的环形环将无法按预期工作。如果钻孔不准确，则会出现戒指尺寸的问题。但改变 PCB 环形圈尺寸需要一些特殊技能。这很容易实现，特别是如果你有一些工具。

最好的工具是 Cadence 提供的工具，它们非常适合设计 PCB 和分析。如果您使用 OrCAD PCB 设计器，您将能够获得所需的圆环尺寸。您所要做的就是输入您想要的焊盘和孔的长度。您必须在 PCB 布局设计期间执行此操作。

总结

环形线圈在 PCB 上非常重要。它们充当互连节点，在 PCB 的不同层之间运行。如果没有环形圈，PCB 将无法按预期工作。不幸的是，许多 PCB 设计人员在涉及环形圈时并没有做到正确。许多人未能获得正确的宽度，而另一些人则面临着环形圈破裂的挑战。

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