Os que trabalham em hardware eletrônico provavelmente viram PCBs densamente cheios de buracos, mas você já notou que alguns buracos não têm o anel de cobre que deveria estar em torno deles?Estes buracos de anel podem parecer insignificantesHoje, vamos explicar as suas origens claramente, mesmo para iniciantes!

Primeiro, vamos entender: o que é um PCB "anel anular"?

Antes de discutir os buracos anulares, precisamos entender seu "predecessor" – o tradicional PTH (Plain Hole) com um anel anular.Furo de perfuração: o buraco perfurado no PCB; camada de cobre na parede do buraco: o cobre revestido no interior do buraco, usado para conectar traços em diferentes camadas do PCB; Pad: o anel de cobre ao redor do buraco.Removendo a parte do buraco, o anel de cobre restante é o "anel anular".

Este pequeno anel de cobre pode parecer insignificante, mas a sua função é crucial: em primeiro lugar, funciona como uma âncora, fixando firmemente a camada de cobre da parede do buraco à folha de cobre de cada camada de PCB,que impede a sua separação devido ao calor ou à força externaEm segundo lugar, proporciona tolerância para desvios de perfuração, garantindo ligações elétricas ininterruptas mesmo se o buraco for furado ligeiramente fora do centro.

Porquê "cortar" o anel via?

Uma vez que o anel via é tão importante, por que muitos PCBs são agora projetados para ser "livre de anel"?computadores, e equipamentos de comunicação de ponta que exigem miniaturização e alta densidade.

1A "linha de vida" do roteamento BGA As lacunas entre os pinos de chips BGA de tom fino são extremamente pequenas.que impede que as linhas de sinal surjam entre os pinosA remoção do anel via permite que os traços passem perto da borda do buraco, removendo diretamente o "bloqueio" no roteamento.

2Projeto de salvamento de vidas para evitar curto-circuitos
Alguns componentes eletrônicos têm invólucros metálicos. Se os anéis via no PCB estiverem expostos, eles podem facilmente entrar em contato com os componentes metálicos durante a montagem, causando um curto-circuito.A remoção dos anéis via elimina este risco na fonte.

Simplificando, "via PTH sem anel" é um compromisso: sacrificar alguma confiabilidade para o espaço de roteamento.mas só remove os pads em camadas onde as conexões são desnecessárias, abrindo espaço para linhas de sinal.

As vias acíclicas não são uma solução única: 3 métodos comuns de implementação

Não assuma que vias acíclicas são simplesmente sobre a remoção do anel de cobre; existem na verdade diferentes abordagens tecnológicas:

Design acíclico direto: O método mais direto. Ou eliminar completamente as almofadas em camadas não críticas, ou fazer as almofadas do mesmo tamanho que a via,eliminando eficazmente o excesso de anel de cobre.

Pad-in-hole + plugging plating: Perfurar um buraco no centro da placa BGA, com a própria placa atuando como o "anel".O produto acabado parece "acíclico" e também impede que a solda penetre no buraco durante a solda.

Retro-perfuração: concebido para sinais de alta velocidade, perfurar a parte não utilizada da camada de cobre na parede da via,eliminação do "efeito de estribo residual" para sinais de alta velocidade e criação de um estado acíclico.

As vantagens e desvantagens dos circuitos sem vias: altos retornos com altos riscos

✅ Vantagens: Maximiza o desempenho do PCB

"Densidade de roteamento dupla": uma operação básica para a Interligação de Alta Densidade (HDI), que permite um roteamento mais complexo num número limitado de camadas;
Sinais mais estáveis: reduz a capacitância parasitária das vias, e a perfuração para trás reduz ainda mais a reflexão e a atenuação dos sinais de alta velocidade, melhorando a integridade do sinal;
Roteamento de camada interna mais flexível: os engenheiros não precisam mais se preocupar com traços apertados, aumentando muito a flexibilidade do projeto.

Desvantagens: Requer processos de fabrico avançados e é mais caro.

A fiabilidade é comprometida: sem a fixação de almofadas de solda, a adesão entre a camada de cobre na parede do buraco e as camadas internas do PCB enfraquece,tornando-o propenso a rachaduras e quebras após múltiplos refluxos.

Requisitos de alta precisão para fábricas: o alinhamento entre as camadas e a precisão da perfuração devem ser extremamente precisos; mesmo um ligeiro desalinhamento pode levar à desconexão ou curto-circuito.O processo de galvanização deve igualmente assegurar a espessura e uniformidade do cobre na parede do buraco para compensar a perda de resistência mecânica.

Os custos e a inspeção são complicados: processos de alta precisão significam custos de fabrico mais elevados e a inspeção tradicional AOI é difícil de julgar a qualidade da ligação de vias sem anel,tornando a reparação e solução de problemas mais difíceis.

Resumo final

As vias sem anel em PCBs não são apenas "talentos técnicos", mas uma escolha inevitável para a miniaturização e o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos de alto desempenho.Não se trata de eliminar arbitrariamente anéis de cobre., mas uma compensação precisa feita por engenheiros baseados em sua compreensão do fluxo de sinal e por fábricas com controle sobre as capacidades de processo.e electrónica de consumo, as vias sem anel tornaram-se padrão nos projetos de PCB de ponta. O núcleo do design sem anel é espremer o espaço enquanto controla os riscos.

Se o seu produto for também concebido para PCBs de alta densidade, talvez queira avaliar as capacidades de fabrico da fábrica antes de decidir sobre a aplicação de desenhos sem vias.A chave para fazer estas compensações é garantir que os benefícios superem em muito os riscos.