Annularringe

Was ist ein annularer Ring?

Ein annularer Ring bezeichnet ein donutförmiges Metallpad auf einer Leiterplatte (PCB – Printed Circuit Board), das ein Loch in der Mitte besitzt, um Komponentenpins oder Drähte einzufügen. Nachdem das Löten abgeschlossen ist, stellt der annulare Ring eine elektrische Verbindung mit den in das mittlere Loch eingefügten Komponentenpins her und ermöglicht so die elektrische Verbindung zwischen den verschiedenen Komponenten auf der Leiterplatte. Das Design und die Fertigungsqualität des „Donuts“ sind entscheidend, um die Stabilität und Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindungen auf der Leiterplatte sicherzustellen.

Wie berechnet man die Größe eines annularen Rings?

Im Allgemeinen entspricht die Breite des annularen Rings der Hälfte der Differenz zwischen Pad-Durchmesser und Bohrdurchmesser. Wenn beispielsweise der Bohrdurchmesser 10 mil beträgt und der Pad-Durchmesser 24 mil, dann ergibt sich die Breite des annularen Rings wie folgt:
(24 - 10) / 2 = 7 mil

Warum ist die Größe des Ringsegments wichtig?

Um die elektrische Verbindung zu verbessern, muss die Breite des Ringsegments ausreichend groß sein. Während des Designprozesses sollte die minimale Breite des Ringsegments größer oder gleich dem vom Design vorgegebenen Minimalwert sein. Ist sie kleiner als diese Größe, kann dies die Lötverbindung der Bauteile beeinträchtigen. Zudem kann dies auch zu einer Pad-Ruptur (also dem sogenannten "Zero-Annular-Ring"-Phänomen) führen. Damit ist der Bereich gemeint, in dem die Leiterbahn in das Pad eintritt, beschädigt wird. Dies verringert die Stromtragfähigkeit der Schaltung und kann sogar deren normale Funktionsweise stören.

In der Regel beträgt die minimale Breite des Ringrings 0,15 mm (6 mil), und der Bohrdurchmesserbereich (CNC) liegt zwischen 0,2 mm und 6,3 mm. Wenn dieser Bereich überschritten wird, kann der Hersteller zusätzliche Gebühren erheben. Es wird empfohlen, vor dem Auftragserteilen die entsprechenden Fertigungstoleranzen zu prüfen und bei der Konstruktion der Leiterplatten-Vias ausreichend Platz einzuplanen, um sicherzustellen, dass die Breite des Ringrings innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt, um die Stabilität der elektrischen Verbindung zu gewährleisten.

Ringring FAQ

Während des Fertigungsprozesses der Leiterplatte wird das Bohrwerkzeug (Bohrer) von verschiedenen Variablen beeinflusst, wodurch die Bohrposition nicht vollständig in der Mitte des Pads liegen kann, sondern mit einer gewissen Abweichung versehen ist. Folgende Situationen können auftreten:

• Berührend: Wenn die Bohrposition nicht mit der Markierungsposition übereinstimmt, was dazu führt, dass das fertige Durchgangsloch exzentrisch ist und am Rand des Pads liegt, wird es den Rand des Pads berühren.
  
• Trennung: Wenn die Bohrposition stark abweicht und dadurch das Durchgangsloch den Pad-Rand überschreitet, spricht man von einer Trennung. Diese Situation beeinträchtigt die Qualität der Lötverbindung und elektrischen Verbindung erheblich.
  

• Gutes Durchgangsloch: Wenn sich das Durchgangsloch in der Mitte des Pads oder innerhalb des zulässigen Toleranzbereichs befindet, entsteht ein vollständiger Ring, der eine gute elektrische Verbindung gewährleistet.
  

Während des Designs und der Fertigung von Leiterplatten sollten unerwünschte Situationen wie Berührung (Tangency) und Rissbildung (Rupture) möglichst vermieden werden.