PCB

Padstack- und Ringrechner

Berechnen Sie den Mindestdurchmesser und den Ringring gemäß IPC-6012 für Durchgangsbohrungen und Komponentenpads.

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Formel

D_{pad} = D_{drill} + 2 \cdot AR_{min} + FA

D_pad— Minimum pad diameter (mm)

D_drill— Drill diameter (mm)

AR_min— Minimum annular ring (IPC-6012) (mm)

FA— Fabrication allowance for drill wander (mm)

Wie es funktioniert

Der ringförmige Ring ist die radiale Breite des Kupferpolsters, das nach dem Plattieren um ein Bohrloch herum verbleibt. Dies ist der kritische Parameter, der die mechanische Integrität der Verbindung zwischen der Kontaktfläche und den zuverlässigen Lötverbindungen gewährleistet. IPC-6012 Rev E definiert die Mindestanforderungen an Ringringe nach Produktklassen.

Klasse 2 (spezielle Serviceelektronik — Verbraucher, Industrie) ermöglicht einen tangentialen Durchbruch auf inneren Schichten mit einem Ringring von mindestens 0,025 mm innen und 0,050 mm außen. Klasse 3 (hohe Zuverlässigkeit — Luft- und Raumfahrt, Medizin, Militär) erfordert keinerlei Durchbrüche, mindestens 0,050 mm auf allen Lagen.

Die Fertigungszugabe berücksichtigt die Genauigkeit der Bohrposition (Bohrabweichung). Moderne CNC-Bohrer erreichen eine Positionsgenauigkeit von ±0,025—0,050 mm. Durch Hinzufügen dieses Toleranzwerts zum Mindestdurchmesser der Bremsscheibe wird sichergestellt, dass die Anforderungen an den Ringring auch dann erfüllt werden, wenn der Bohrer im ungünstigsten Fall registriert wird. Das Seitenverhältnis (Plattendicke/Bohrdurchmesser) ist ebenfalls begrenzt — Klasse 2 erlaubt bis zu 10:1, Klasse 3 bis zu 12:1 —, um eine zuverlässige Verkupferung durch das Gehäuse zu gewährleisten.

Bearbeitetes Beispiel

Gegeben: Bohrdurchmesser = 0,3 mm, Beschichtungsdicke = 25 µm, IPC-Klasse 2, Herstellungstoleranz = 0,05 mm, Plattendicke = 1,6 mm Schritt 1: Durchmesser des fertigen Lochs

D_ {fertig} = D_ {bohren} — 2\ mal t_ {Beschichtung} = 0,3 — 2\ mal 0,025 = 0,25

mm Schritt 2: Mindestanzahl an ringförmigen Ringen gemäß IPC-6012

Äußere Schichten: $AR_ {ext} = 0.050$ mm (Klasse 2 und 3)
Interne Schichten: $AR_ {int} = 0,025$ mm (Klasse 2 ermöglicht Ausbrüche)

Schritt 3: Minimaler Bremsbelagdurchmesser (außen)

D_ {pad, ext} = D_ {drill} + 2\ times AR_ {ext} + FA = 0,3 + 2\ times 0,05 + 0,05 = 0,45

mm Schritt 4: Minimaler Bremsbelagdurchmesser (intern)

D_ {pad, int} = D_ {drill} + 2\ times AR_ {int} + FA = 0,3 + 2\ mal 0,025 + 0,05 = 0,40

mm Schritt 5: Überprüfung des Seitenverhältniss

$AR = T/D_ {drill} = 1,6/0,3 = 5. 33:1 $ ✓ (unter Klasse 2, maximal 10:1)

Ergebnis: Externes Pad ≥ 0,45 mm, internes Pad ≥ 0,40 mm.

Praktische Tipps

✓Fügen Sie mindestens 0,05 mm Fertigungszugabe hinzu; bei HDI-Prozessen mit Laserbohren kann diese auf 0,025 mm reduziert werden
✓Für Via-in-Pad-BGAs gilt weiterhin die Anforderung eines ringförmigen Rings — stellen Sie sicher, dass das BGA-Landpad groß genug ist, um den Via-plus-Ringring aufzunehmen
✓Prüfen Sie die Bohrgenauigkeitsspezifikation Ihres Herstellers — einige preisgünstige Bohrmaschinen haben eine Abweichung von ±0,075 mm, weshalb eine größere Toleranz erforderlich ist
✓Verwenden Sie IPC-Klasse 2 als Standard für kommerzielle Produkte; geben Sie Klasse 3 nur an, wenn dies vertraglich vorgeschrieben ist (erhöht die Leiterplattenkosten um 15-30%)
✓Für Mikrovias (lasergebohrt, < 0,15 mm) erlaubt IPC-6012 Klasse 2 einen ringförmigen Ring von 0,0 mm (tangential) — bitte überprüfen Sie dies mit Ihrem Hersteller

Häufige Fehler

✗Verwenden Sie bei der Berechnung der Plattengröße den fertigen Lochdurchmesser anstelle des Bohrdurchmessers — das Pad muss den Bohrschlag abdecken, nicht das plattierte Loch
✗Vergessen Sie die Fertigungsabweichung — die Mindestanzahl des Ringringes allein reicht nicht aus; durch den Bohrschlitz kann das Loch außermittig verschoben werden
✗Anwendung der Klasse-3-Regeln auf Konsumgüter — eine zu hohe Spezifizierung verschwendet die Leiterplattenfläche und reduziert die Routingdichte
✗Ignorieren der Grenzwerte für das Seitenverhältnis — hohe Seitenverhältnisse verhindern eine gleichmäßige Beschichtung im Via-Zylinder, was zu Hohlräumen führt

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Mindestringring für Standard-PCB-Durchkontaktierungen?

Gemäß IPC-6012 Klasse 2:0,050 mm auf Außenschichten, 0,025 mm auf Innenschichten (mit zulässigem tangentialem Durchbruch). Klasse 3 erfordert 0,050 mm auf allen Schichten ohne Durchbrüche.

Wie wirkt sich die Beschichtungsdicke auf den Ringring aus?

Die Beschichtungsdicke bestimmt den fertigen Lochdurchmesser (Bohrer minus 2 × Beschichtung), wirkt sich jedoch nicht direkt auf den erforderlichen Ringring aus. Eine dickere Beschichtung verringert jedoch die Größe des fertigen Lochs, weshalb möglicherweise ein größerer Bohrer erforderlich ist, wenn ein Mindestlochdurchmesser angegeben ist.

Welche Grenzwerte für das Seitenverhältnis gelten für Durchkontaktierungen?

IPC-6012 begrenzt das Seitenverhältnis (Plattendicke/Bohrdurchmesser) auf 10:1 für Klasse 2 und 12:1 für Klasse 3. Höhere Verhältnisse machen es schwierig, eine gleichmäßige stromlose Verkupferung des Gehäuses zu erreichen, was zu Hohlräumen und Zuverlässigkeitsausfällen führen kann.

Kann ich kleinere Bremsbeläge für tiefenkontrolliertes Bohren verwenden?

Blinde und vergrabene Durchkontaktierungen haben in der Regel eine engere Positionstoleranz (Laserbohren) und eine kürzere Lauflänge, wodurch kleinere Kontaktflächen möglich sind. Die IPC-Ringringanforderung gilt jedoch weiterhin auf der Grundlage der Via-Klasse.

Wie berechne ich die Padgröße für einen Pressfit-Anschluss?

Für Pressbohrungen ist eine Passgenauigkeit erforderlich — in der Regel Bohrer = Stiftdiagonale + 0,05 mm. Das Polster muss groß genug sein, um den Ringring aufnehmen zu können. Außerdem muss die Presskraft berücksichtigt werden, ohne dass sich das Polster ablöst. Die empfohlenen Loch- und Kontaktgrößen finden Sie im Datenblatt der Steckverbinder.

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