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Calculateur Padstack et anneau annulaire

Calculez le diamètre minimal de la pastille et la bague annulaire conformément à la norme IPC-6012 pour les trous traversants et les pastilles des composants.

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Formule

Dpad=Ddrill+2⋅ARmin+FAD_{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)

Comment ça marche

La bague annulaire est la largeur radiale de la pastille de cuivre restant autour d'un trou percé après le placage. Il s'agit du paramètre critique garantissant l'intégrité mécanique de la connexion via-pastille et la fiabilité des joints de soudure. La norme IPC-6012 Rev E définit les exigences minimales en matière de bague annulaire par classe de produit.

La classe 2 (électronique de service dédiée — grand public, industriel) permet une rupture tangentielle sur les couches internes avec un anneau annulaire d'au moins 0,025 mm à l'intérieur et 0,050 mm à l'extérieur. La classe 3 (haute fiabilité — aérospatiale, médicale, militaire) ne nécessite aucune rupture avec un minimum de 0,050 mm sur toutes les couches.

La marge de fabrication tient compte de la précision de la position du perçage (dérive du foret). Les forets CNC modernes atteignent une précision de positionnement de ± 0,025 à 0,050 mm. L'ajout de cette tolérance au diamètre minimal de la plaquette garantit le respect des exigences relatives à la bague annulaire, même dans le pire des cas. Le rapport hauteur/largeur (épaisseur du panneau/diamètre de perçage) est également limité — la classe 2 autorise des valeurs allant jusqu'à 10:1, la classe 3 jusqu'à 12:1 — afin de garantir un placage de cuivre fiable à travers le barillet.

Exemple Résolu

Étant donné : Diamètre de perçage = 0,3 mm, épaisseur du placage = 25 µm, classe IPC 2, marge de fabrication = 0,05 mm, épaisseur du panneau = 1,6 mm Étape 1 : Diamètre du trou fini Dfini=Dperc\cage−2  timestplacage=0,3−2  times0,025=0,25D_ {fini} = D_ {perçage} - 2 \ times t_ {placage} = 0,3 - 2 \ times 0,025 = 0,25 mm Étape 2 : anneaux annulaires minimaux IPC-6012
  • Couches extérieures : ARext=0,050AR_ {ext} = 0,050 mm (classes 2 et 3)
  • Couches internes : ARint=0,025AR_ {int} = 0,025 mm (la classe 2 permet la rupture)
Étape 3 : Diamètre minimal du tampon (extérieur) Dpad,ext=Dforet+2  timesARext+FA=0,3+2  times0,05+0,05=0,45D_ {pad, ext} = D_ {foret} + 2 \ times AR_ {ext} + FA = 0,3 + 2 \ times 0,05 + 0,05 = 0,45 mm Étape 4 : Diamètre minimal du tampon (intérieur) Dpad,int=Ddrill+2  timesARint+FA=0,3+2  times0,025+0,05=0,40D_ {pad, int} = D_ {drill} + 2 \ times AR_ {int} + FA = 0,3 + 2 \ times 0,025 + 0,05 = 0,40 mm Étape 5 : Vérification du rapport hauteur

$AR = T/D_ {drill} = 1,6/0,3 = 5, 33:1 $ ✓ (en dessous de la classe 2, maximum de 10:1)

Résultat : Coussin externe ≥ 0,45 mm, tampon interne ≥ 0,40 mm.

Conseils Pratiques

  • ✓Ajoutez une marge de fabrication de 0,05 mm au minimum ; pour les procédés HDI avec perçage au laser, celle-ci peut être réduite à 0,025 mm
  • ✓Pour les BGA via in pad, l'exigence de bague annulaire s'applique toujours : assurez-vous que la plate-forme BGA est suffisamment grande pour contenir le via et la bague annulaire
  • ✓Vérifiez les spécifications de précision de perçage de votre fabricant : certaines usines économiques ont une marge de manœuvre de ± 0,075 mm, ce qui nécessite une marge de manœuvre plus importante
  • ✓Utiliser la classe IPC 2 par défaut pour les produits commerciaux ; ne spécifier la classe 3 que lorsque cela est contractuellement requis (ajoute 15 à 30 % au coût de la carte)
  • ✓Pour les microvias (percés au laser, < 0,15 mm), la classe 2 de la norme IPC-6012 autorise un anneau annulaire de 0,0 mm (tangentiel), mais vérifiez auprès de votre fabricant

Erreurs Fréquentes

  • ✗Utiliser le diamètre du trou fini au lieu du diamètre du foret lors du calcul de la taille du patin : le patin doit recouvrir le trou percé, pas le trou plaqué
  • ✗Oubliez les contraintes de fabrication : le minimum de la bague annulaire à lui seul n'est pas suffisant ; la rotation du perçage peut décaler le trou
  • ✗Application des règles de classe 3 aux produits de consommation : surspécification de la surface du carton à déchets et réduction de la densité de routage
  • ✗Ignorer les limites de rapport hauteur/largeur : des rapports d'aspect élevés empêchent un placage uniforme dans le tube de l'embout, ce qui crée des vides

Foire Aux Questions

Selon la classe 2 de la norme IPC-6012 : 0,050 mm sur les couches externes, 0,025 mm sur les couches internes (avec une rupture tangentielle autorisée). La classe 3 nécessite 0,050 mm sur toutes les couches sans rupture.
L'épaisseur du placage détermine le diamètre du trou fini (perçage moins 2 fois le placage) mais n'affecte pas directement la bague annulaire requise. Cependant, un placage plus épais réduit la taille du trou fini, ce qui peut nécessiter un foret plus grand si un diamètre de trou minimal est spécifié.
La norme IPC-6012 limite le rapport hauteur/largeur (épaisseur du panneau/diamètre de perçage) à 10:1 pour la classe 2 et à 12:1 pour la classe 3. Des ratios plus élevés rendent difficile l'obtention d'un placage de cuivre autocatalytique uniforme dans le canon, ce qui risque de créer des vides et de compromettre la fiabilité.
Les vias aveugles et enterrés ont généralement une tolérance de position plus étroite (perçage au laser) et une longueur de canon plus courte, ce qui permet de réduire la taille des pastilles. Cependant, l'exigence relative à la bague annulaire IPC continue de s'appliquer en fonction de la classe via.
Les trous à emboîter nécessitent un ajustement par interférence : en général, perçage = diagonale de la goupille + 0,05 mm. Le tampon doit être suffisamment grand pour accueillir la bague annulaire tout en tenant compte de la force d'insertion de la presse sans délamination du tampon. Consultez la fiche technique du connecteur pour connaître les tailles de trous et de pastilles recommandées.

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