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Calculadora de padstack e anel anular

Calcule o diâmetro mínimo da almofada e o anel anular de acordo com IPC-6012 para vias passantes e blocos de componentes.

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Fórmula

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)

Como Funciona

O anel anular é a largura radial da almofada de cobre que permanece em torno de um orifício perfurado após o revestimento. É o parâmetro crítico que garante a integridade mecânica da conexão via-a-pad e das juntas de solda confiáveis. O IPC-6012 Rev E define os requisitos mínimos de anel anular por classe de produto.

A classe 2 (eletrônica de serviço dedicada — de consumo, industrial) permite a separação tangencial nas camadas internas com um anel anular mínimo de 0,025 mm internamente e 0,050 mm externamente. A classe 3 (alta confiabilidade — aeroespacial, médica, militar) não exige nenhuma ruptura, com um mínimo de 0,050 mm em todas as camadas.

A margem de fabricação é responsável pela precisão posicional da broca (deslocamento da broca). As brocas CNC modernas alcançam precisão posicional de ± 0,025—0,050 mm. Adicionar essa margem ao diâmetro mínimo da almofada garante que o requisito do anel anular seja atendido mesmo no pior caso de registro de perfuração. A proporção (espessura da placa/diâmetro da broca) também é restrita — a Classe 2 permite até 10:1, a Classe 3 até 12:1— para garantir um revestimento de cobre confiável através do cilindro.

Exemplo Resolvido

Fornecido: Diâmetro da broca = 0,3 mm, espessura do revestimento = 25 µm, IPC Classe 2, margem de fabricação = 0,05 mm, espessura da placa = 1,6 mm Etapa 1: diâmetro do furo acabado Dfinalizado=Dbroca−2 vezestrevestimento=0,3−2 vezes0,025=0,25D_ {finalizado} = D_ {broca} - 2\ vezes t_ {revestimento} = 0,3 - 2\ vezes 0,025 = 0,25 mm Etapa 2: anéis anulares mínimos IPC-6012
  • Camadas externas: ARext=0,050AR_ {ext} = 0,050 mm (Classes 2 e 3)
  • Camadas internas: ARint=0,025AR_ {int} = 0,025 mm (a Classe 2 permite a separação)
Etapa 3: diâmetro mínimo da almofada (externo) Dpad,ext=Dbroca+2 vezesARext+FA=0,3+2 vezes0,05+0,05=0,45D_ {pad, ext} = D_ {broca} + 2\ vezes AR_ {ext} + FA = 0,3 + 2\ vezes 0,05 + 0,05 = 0,45 mm Etapa 4: diâmetro mínimo da almofada (interno) Dpad,int=Dbroca+2 vezesARint+FA=0,3+2 vezes0,025+0,05=0,40D_ {pad, int} = D_ {broca} + 2\ vezes AR_ {int} + FA = 0,3 + 2\ vezes 0,025 + 0,05 = 0,40 mm Etapa 5: verificação da proporção de aspecto

$ AR = T/D_ {drill} = 1,6/0,3 = 5, 33:1 $ ✓ (abaixo da Classe 2, máximo de 10:1)

Resultado: Almofada externa ≥ 0,45 mm, almofada interna ≥ 0,40 mm.

Dicas Práticas

  • ✓Adicione uma margem de fabricação de 0,05 mm no mínimo; para processos de HDI com perfuração a laser, isso pode ser reduzido para 0,025 mm
  • ✓Para BGAs via in-pad, o requisito de anel anular ainda se aplica — certifique-se de que a plataforma de aterragem BGA seja grande o suficiente para conter a via mais o anel anular
  • ✓Verifique a especificação de precisão da broca do seu fabricante — algumas fábricas econômicas têm uma distância de ± 0,075 mm, exigindo uma margem maior
  • ✓Use IPC Classe 2 como padrão para produtos comerciais; especifique somente a Classe 3 quando exigido contratualmente (adiciona 15 a 30% ao custo da placa)
  • ✓Para microvias (perfuradas a laser, < 0,15 mm), a IPC-6012 Classe 2 permite um anel anular de 0,0 mm (tangencial) — mas verifique com seu fabricante

Erros Comuns

  • ✗Usando o diâmetro do furo acabado em vez do diâmetro da broca ao calcular o tamanho da almofada — a almofada deve cobrir a broca, não o furo revestido
  • ✗Esquecendo a margem de fabricação — o mínimo do anel anular por si só não é suficiente; a perfuração pode deslocar o orifício para fora do centro
  • ✗Aplicação de regras de Classe 3 a produtos de consumo — especificação excessiva da área do painel de resíduos e redução da densidade de roteamento
  • ✗Ignorando os limites da proporção — as altas proporções evitam o revestimento uniforme no cilindro de passagem, causando vazios

Perguntas Frequentes

De acordo com IPC-6012 Classe 2:0,050 mm nas camadas externas, 0,025 mm nas camadas internas (com quebra tangencial permitida). A classe 3 requer 0,050 mm em todas as camadas sem ruptura.
A espessura do revestimento determina o diâmetro do furo acabado (broca menos 2 × revestimento), mas não afeta diretamente o anel anular necessário. No entanto, um revestimento mais espesso reduz o tamanho do furo acabado, o que pode exigir uma broca maior se o diâmetro mínimo do furo for especificado.
O IPC-6012 limita a proporção (espessura da placa/diâmetro da broca) a 10:1 para a Classe 2 e 12:1 para a Classe 3. Proporções mais altas dificultam a obtenção de um revestimento uniforme de cobre não eletrolítico no barril, correndo o risco de vazios e falhas de confiabilidade.
Vias cegas e enterradas normalmente têm maior tolerância posicional (perfuração a laser) e menor comprimento de cano, permitindo pastilhas menores. No entanto, o requisito de anel anular IPC ainda se aplica com base na classe via.
Os orifícios de encaixe por pressão precisam de ajuste interferente — normalmente broca = pino na diagonal + 0,05 mm. A almofada deve ser grande o suficiente para o anel anular, além da margem para a força de inserção da prensa sem delaminação da almofada. Consulte a ficha técnica do conector para obter os tamanhos recomendados de orifícios e almofadas.

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