Coloro che lavorano nel settore dell'hardware elettronico probabilmente hanno visto PCB densamente ricoperti di buchi, ma avete notato che a alcuni buchi manca l'anello di rame che dovrebbe essere attorno a loro?Questi "anelli" possono sembrare insignificantiOggi spiegheremo chiaramente le loro origini, anche per i principianti!

Prima di tutto, chiediamoci: cos'è un "anello annulare" di PCB?

Prima di discutere dei fori anulare, dobbiamo capire il loro "predecessore" – il tradizionale PTH (Plain Hole) con un anello anulare.Foratura: il foro perforato nel PCB; Strato di rame sulla parete del foro: il rame placcato all'interno del foro, utilizzato per collegare tracce su diversi strati del PCB; Pad: l'anello di rame intorno al foro.Rimozione della porzione di buco, l'anello di rame rimanente è l'"anello annulare".

Questo piccolo anello di rame può sembrare insignificante, ma la sua funzione è cruciale: in primo luogo, agisce come un'ancora, fissando saldamente lo strato di rame della parete del foro al foglio di rame di ogni strato di PCB,che impedisce il distacco a causa del calore o di una forza esternaIn secondo luogo, essa fornisce tolleranza per le deviazioni di perforazione, garantendo connessioni elettriche ininterrotte anche se il foro è forato leggermente fuori centro.

Perché "tagliare" l'anello via?

Dato che l'anello via è così importante, perché molti PCB sono ora progettati per essere "senza anello"?computer, e attrezzature di comunicazione di fascia alta che richiedono miniaturizzazione e elevata densità.

1La "Lifeline" del BGA Routing I vuoti tra i pin di chip BGA a tono fine sono estremamente piccoli.rendendo impossibile l'emergere di linee di segnale tra i perniLa rimozione dell'anello via consente alle tracce di passare vicino al bordo del buco, rimuovendo direttamente il "blocco" nel routing.

2Progettazione salvavita per evitare cortocircuiti
Alcuni componenti elettronici hanno involucri metallici. Se gli anelli via sul PCB sono esposti, possono facilmente entrare in contatto con i componenti metallici durante l'assemblaggio, causando un corto circuito.La rimozione degli anelli via elimina questo rischio alla fonte.

In parole povere, "via PTH senza anello" è un compromesso: sacrificare un po' di affidabilità per lo spazio di routing.ma rimuove solo i pad su strati in cui le connessioni sono inutili, lasciando spazio alle linee di segnalazione.

Le vie cicliche non sono una soluzione "universale": 3 metodi comuni di attuazione

Non si supponga che le vie acicliche siano semplicemente per rimuovere l'anello di rame; in realtà ci sono diversi approcci tecnologici:

Progettazione acciclica diretta: il metodo più semplice: eliminare completamente i pad sugli strati non critici, o rendere i pad della stessa dimensione del via,eliminare efficacemente l'anello di rame in eccesso.

Pad-in-hole + plugging plating: Forare un foro nel centro del pad BGA, con il pad stesso che funge da "anello".Il prodotto finito ha un aspetto "acciclico" e impedisce anche alla saldatura di penetrare nel foro durante la saldatura.

Back-drilling: progettato per segnali ad alta velocità, per perforare la porzione non utilizzata dello strato di rame sulla parete della via,eliminazione dell'"effetto stub residuo" per i segnali ad alta velocità e creazione di uno stato aciclico.

I vantaggi e gli svantaggi dei circuiti senza vias: elevati rendimenti con elevati rischi

✅ Vantaggi: massimizza le prestazioni dei PCB

Densità di routing doppia: operazione di base per l'interconnessione ad alta densità (HDI), che consente un routing più complesso all'interno di un numero limitato di livelli;
Segnali più stabili: riduce la capacità parassitaria dei vias, e la retroboratura riduce ulteriormente la riflessione e l'attenuazione dei segnali ad alta velocità, migliorando l'integrità del segnale;
Routing più flessibile dello strato interno: gli ingegneri non devono più preoccuparsi di tracce strette, aumentando notevolmente la flessibilità della progettazione.

- Svantaggi: richiede processi produttivi avanzati ed è più costoso.

L'affidabilità è compromessa: senza il fissaggio di pastiglie di saldatura, l'adesione tra lo strato di rame sulla parete del foro e gli strati interni del PCB si indebolisce,rendendola soggetta a crepe e rotture dopo ripetizioni multiple.

Richieste di alta precisione per le fabbriche: l'allineamento degli strati intermedi e la precisione della perforazione devono essere estremamente precisi; anche un leggero disallineamento può portare a disconnessione o cortocircuito.Il processo di galvanoplastica deve inoltre garantire lo spessore e l'uniformità del rame sulla parete del foro per compensare la perdita di resistenza meccanica.

Il costo e l'ispezione sono complicati: i processi ad alta precisione comportano costi di produzione più elevati e l'ispezione tradizionale AOI è difficile per giudicare la qualità della connessione dei vias senza anello,rendendo più difficile la riparazione e la risoluzione dei problemi.

Riassunto finale

I vias senza anello sui PCB non sono solo un "favore tecnico", ma una scelta inevitabile per la miniaturizzazione e lo sviluppo di dispositivi elettronici ad alte prestazioni.Non si tratta di eliminare arbitrariamente gli anelli di rame.In questo caso, il problema è che, per quanto riguarda il controllo dei processi, non si tratta solo di una soluzione, ma di un compromesso preciso fatto dagli ingegneri sulla base della loro comprensione del flusso del segnale e dalle fabbriche che hanno il controllo delle capacità di processo.e elettronica di consumo, i vias senza anello sono diventati standard nei progetti di PCB di fascia alta, il nucleo del design senza anello è quello di spremere lo spazio controllando i rischi.

Se il vostro prodotto è progettato anche per PCB ad alta densità, potreste valutare le capacità produttive della fabbrica prima di decidere l'applicazione di progetti senza via.La chiave per fare questi compromessi è assicurarsi che i benefici superino di gran lunga i rischi.