Los que trabajan en hardware electrónico probablemente han visto PCBs densamente llenos de agujeros, pero ¿ha notado que a algunos agujeros les falta el anillo de cobre que debería estar a su alrededor?Estos agujeros de anillo pueden parecer insignificantes.Hoy, explicaremos sus orígenes claramente, incluso para principiantes.

Primero, entendamos: ¿Qué es un "anillo anular" de PCB?

Antes de hablar de los agujeros anulares, debemos entender su "predecesor" el tradicional PTH (agujero plano) con un anillo anular.Agujero de perforación: el agujero perforado en el PCB; capa de cobre en la pared del agujero: el cobre revestido en el interior del agujero, utilizado para conectar trazas en diferentes capas del PCB; almohadilla: el anillo de cobre alrededor del agujero.Quitar la parte del agujero, el anillo de cobre restante es el "anillo anular".

Este pequeño anillo de cobre puede parecer insignificante, pero su función es crucial: en primer lugar, actúa como un anclaje, asegurando firmemente la capa de cobre de la pared del agujero a la lámina de cobre de cada capa de PCB,que impiden que se desprenda debido al calor o a la fuerza externaEn segundo lugar, proporciona tolerancia a las desviaciones de perforación, garantizando conexiones eléctricas ininterrumpidas incluso si el agujero se perfora ligeramente fuera del centro.

¿Por qué "cortar" el anillo vía?

Dado que el anillo vía es tan importante, ¿por qué muchos PCB ahora están diseñados para ser "libres de anillos"?computadoras, y equipos de comunicación de alta gama que exigen miniaturización y alta densidad.

1Los espacios entre los pines de los chips BGA de tono fino son extremadamente pequeños.haciendo imposible que las líneas de señal emerjan entre los pinesLa eliminación del anillo vía permite que las huellas pasen cerca del borde del agujero, eliminando directamente el "bloqueo" en el enrutamiento.

2Diseño para evitar cortocircuitos
Algunos componentes electrónicos tienen carcasas metálicas. Si los anillos de vía en el PCB están expuestos, pueden entrar fácilmente en contacto con los componentes metálicos durante el montaje, causando un cortocircuito.La eliminación de los anillos vía elimina este riesgo en la fuente.

En pocas palabras, las vías PTH sin anillos son una compensación: sacrificar cierta fiabilidad para el espacio de enrutamiento.pero sólo elimina las almohadillas en las capas donde las conexiones son innecesarias, dejando espacio para las líneas de señal.

Las vías acíclicas no son una solución única: 3 métodos comunes de aplicación

No asuma que las vías acíclicas son simplemente acerca de la eliminación del anillo de cobre; en realidad hay diferentes enfoques tecnológicos:

Diseño acíclico directo: el método más sencillo. o eliminar completamente las almohadillas en capas no críticas, o hacer las almohadillas del mismo tamaño que la vía,eliminando eficazmente el exceso de anillo de cobre.

Perforación de un agujero en el centro de la placa BGA, con la propia almohadilla actuando como el "anillo". Luego, llene el agujero con resina y electrolizarlo suavemente.El producto terminado se ve "acíclico" y también evita que la soldadura se filtre en el orificio durante la soldadura.

Perforación posterior: diseñada para señales de alta velocidad, perforar la parte no utilizada de la capa de cobre en la pared de vía,eliminación del "efecto residual de estribación" para las señales de alta velocidad y creación de un estado acíclico.

Las ventajas y desventajas de los circuitos sin vías: altas ganancias con altos riesgos

✅ Ventajas: Maximiza el rendimiento de los PCB

Densidad de enrutamiento doble: una operación básica para la interconexión de alta densidad (HDI), que permite un enrutamiento más complejo dentro de un número limitado de capas;
Señales más estables: reduce la capacidad parasitaria de las vías, y la perforación inversa reduce aún más la reflexión y la atenuación de las señales de alta velocidad, mejorando la integridad de la señal;
Enrutamiento de la capa interna más flexible: Los ingenieros ya no tienen que preocuparse por las huellas estrechas, lo que aumenta enormemente la flexibilidad del diseño.

Desventajas: requiere procesos de fabricación avanzados y es más caro.

La fiabilidad se ve comprometida: sin la fijación de almohadillas de soldadura, la adhesión entre la capa de cobre en la pared del orificio y las capas internas del PCB se debilita,haciendo que sea propenso a agrietarse y romperse después de múltiples reflujos.

Requisitos de alta precisión para las fábricas: La alineación de las capas intermedias y la precisión de la perforación deben ser extremadamente precisas; incluso una ligera desalineación puede conducir a una desconexión o un cortocircuito.El proceso de galvanoplastia también debe garantizar el grosor y la uniformidad del cobre en la pared del orificio para compensar la pérdida de resistencia mecánica.

El coste y la inspección son complicados: los procesos de alta precisión significan mayores costes de fabricación y la inspección tradicional de AOI es difícil de juzgar la calidad de conexión de las vías sin anillos,haciendo más difícil la reparación y resolución de problemas posteriores.

Resumen final

Las vías sin anillos en los PCB no son solo "talentos técnicos", sino una elección inevitable para la miniaturización y el desarrollo de dispositivos electrónicos de alto rendimiento.No se trata de eliminar arbitrariamente los anillos de cobre, pero una compensación precisa hecha por los ingenieros basados en su comprensión del flujo de señal y por las fábricas con control sobre las capacidades del proceso.y electrónica de consumo, las vías sin anillos se han convertido en estándar en los diseños de PCB de gama alta, el núcleo del diseño sin anillo es exprimir espacio mientras se controlan los riesgos.

Si su producto también está diseñado para PCB de alta densidad, es posible que desee evaluar las capacidades de fabricación de la fábrica antes de decidir sobre la aplicación de diseños sin vía.La clave para hacer estas compensaciones es asegurar que los beneficios superen con creces los riesgos.