Qu'est-ce qu'un anneau annulaire dans un circuit imprimé ?
L'anneau annulaire désigne la zone située entre le trou percé dans la via et le bord du plot conducteur en cuivre. Les vias servent de nœuds d'interconnexion entre les différentes couches d'un circuit imprimé. Les vias percées apparaissent sous la forme d'un motif annulaire (anneaux annulaires) lorsque vous regardez le circuit imprimé depuis le dessus.
Taille de l'anneau annulaire
La taille de l'anneau annulaire est généralement déterminée par le diamètre du foret et les propriétés électriques et mécaniques requises pour le trou. La taille minimale de l'anneau annulaire doit être au moins deux fois supérieure au diamètre du foret afin de garantir un placage correct du trou traversant. La taille maximale de l'anneau annulaire doit être limitée afin d'éviter les courts-circuits et de réduire le risque de défaillance mécanique. Par exemple, dans une étude menée par l'IPC (Association Connecting Electronics Industries), il a été constaté qu'une taille maximale d'anneau annulaire de 0,25 mm est recommandée pour éviter les courts-circuits et garantir la formation correcte du filet de soudure.
Voici la formule pour calculer la taille de l'anneau annulaire :
- Taille minimale de l'anneau annulaire = (2 x diamètre du foret) + (2 x épaisseur de l'anneau annulaire)
- Taille maximale de l'anneau annulaire = (diamètre du plot – diamètre du foret) / 2
où :
Diamètre du foret : diamètre du foret utilisé pour créer le trou traversant. Épaisseur de
l'anneau annulaire : épaisseur de l'anneau de cuivre autour du trou. Diamètre
du plot : diamètre du plot de cuivre connecté au trou.
Jeu annulaire
L'espace entre l'anneau annulaire et les autres éléments en cuivre sur la carte peut affecter le routage et la disposition de la carte, ainsi que les performances électriques du circuit. L'IPC a défini des exigences en matière d'espace pour les anneaux annulaires dans sa norme IPC-2221A. Par exemple, l'espace minimum entre un anneau annulaire et une piste en cuivre doit être d'au moins 0,15 mm, et l'espace minimum entre un anneau annulaire et un plot en cuivre doit être d'au moins 0,25 mm.
Voici la formule de calcul de l'espacement des anneaux annulaires :
- Espacement minimal entre l'anneau annulaire et la piste en cuivre = (épaisseur de l'anneau annulaire / 2) + largeur de la piste + tolérance de fabrication
- Dégagement minimal entre l'anneau annulaire et le plot de cuivre = (épaisseur de l'anneau annulaire / 2) + diamètre du plot + tolérance de fabrication
où :
Épaisseur de l'anneau : épaisseur de l'anneau de cuivre autour du trou.
Largeur de la piste : largeur de la piste de cuivre sur la carte. Diamètre
du plot : diamètre du plot de cuivre connecté au trou. Tolérance
de fabrication : tolérance autorisée par le processus de fabrication pour la production des éléments en cuivre sur la carte.
Problèmes courants liés aux anneaux annulaires dans les circuits imprimés
Les anneaux annulaires sont un élément essentiel de la fabrication des circuits imprimés, et leur qualité influe sur la continuité des pistes. Cependant, on pense souvent à tort que les anneaux annulaires sont exempts d'erreurs.
Précision de l'anneau annulaire :
En théorie, un anneau annulaire parfait est formé en perçant un trou au centre du plot de via. Cependant, la précision du perçage dépend de la machine utilisée par le fabricant de circuits imprimés. Le fabricant a des tolérances spécifiques pour les anneaux annulaires, généralement autour de 5 mils. En d'autres termes, le trou percé peut s'écarter de la marque dans une certaine plage.
Problèmes liés aux trous déviés :
Lorsque le foret n'est pas aligné avec le repère, le trou résultant se trouve vers le côté du tampon. Cela crée une ligne tangentielle autour du trou, et si le trou foré s'écarte davantage, cela provoquera une rupture. La rupture se produit lorsqu'une partie du trou dépasse la zone de remplissage.
Rupture de l'anneau annulaire :
La rupture de l'anneau annulaire affecte la continuité du via. Lorsque la zone de cuivre entre le trou de connexion et le plot est petite, le flux de courant est affecté. Ce problème devient plus apparent lorsque le canal affecté est utilisé pour transporter plus de courant. Lorsqu'une rupture de l'anneau annulaire est détectée, davantage de cuivre est ajouté autour de la zone exposée pour la réparer. Cependant, dans certains cas, cela peut entraîner des problèmes irréparables, tels que des courts-circuits accidentels entre des traces adjacentes.
Réglage de la taille de la bague annulaire :
Bien que les fabricants de circuits imprimés soient responsables de la production d'anneaux annulaires précis, les ingénieurs concepteurs peuvent jouer leur rôle en définissant la taille correcte dans la conception. En laissant plus d'espace en dehors de la plage de tolérance spécifiée par le fabricant et en ajoutant 1 mil supplémentaire à la taille de l'anneau annulaire, vous vous épargnerez des maux de tête lors du dépannage à l'avenir. La taille de l'anneau annulaire varie. Certains concepteurs de circuits imprimés choisissent des anneaux annulaires plus épais, tandis que d'autres utilisent des anneaux annulaires plus fins en raison de contraintes d'espace.
