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PCB設(shè)計(jì)中的電氣間距:電壓安全與可靠性保障

03/03 12:04
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PCB設(shè)計(jì)中,電壓與間距是確保電路安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素。不同電氣間距類型包括走線間距、走線到焊盤間距、走線到通孔間距、焊盤到焊盤間距、板邊間距以及電源平面間距,這些參數(shù)需要根據(jù)實(shí)際電壓等級(jí)進(jìn)行規(guī)劃。電壓等級(jí)對(duì)間距的影響遵循一個(gè)基本原則:電壓越高,所需間距越大。這一關(guān)系由IPC-2221等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,明確規(guī)定了不同電壓范圍下的最小間距要求。

高壓設(shè)計(jì)有特殊考慮,需要區(qū)分爬電距離(沿表面測(cè)量的最短路徑)和電氣間隙(空氣中的最短直線距離),并建立適當(dāng)?shù)陌踩綦x區(qū)域。影響電氣間距的因素多樣,包括環(huán)境條件(如海拔高度、濕度、污染等級(jí)、溫度波動(dòng))、PCB材料特性(如介電常數(shù)、介電強(qiáng)度、CTI值、表面處理)以及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)要求(如工業(yè)、醫(yī)療、汽車或航空航天標(biāo)準(zhǔn))。

——///?實(shí)際設(shè)計(jì)中?///——

低電壓設(shè)計(jì)(0-50V)通常最小間距3-8mil足夠,信號(hào)完整性考慮可能比安全間距更為重要。

中等電壓設(shè)計(jì)(50-300V)間距一般在10-60mil,可考慮使用保形涂層減小間距要求。

高電壓設(shè)計(jì)(300V以上)可能需要特殊走線技術(shù),如圓角、柵格屏蔽等,并考慮使用槽口或挖空增加爬電距離。實(shí)用技巧包括高壓走線避免90°拐角、使用物理隔離、在關(guān)鍵區(qū)域使用阻燃槽或TVS保護(hù),以及考慮使用埋入式走線減少外層高壓風(fēng)險(xiǎn)。

在PCB設(shè)計(jì)軟件中創(chuàng)建規(guī)則時(shí),應(yīng)基于網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)設(shè)置間距,為不同區(qū)域創(chuàng)建相應(yīng)規(guī)則集,設(shè)置規(guī)則檢查優(yōu)先級(jí),并記錄特殊例外情況。合理的電壓與間距設(shè)計(jì)不僅確保電氣安全,也有助于提高PCB的可靠性、減少電磁干擾問題,并滿足國(guó)際安全認(rèn)證要求。對(duì)于特殊應(yīng)用場(chǎng)景,如超高頻電路、極端環(huán)境等,可能需要進(jìn)行額外的電場(chǎng)仿真和實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證,以確保設(shè)計(jì)的可靠性和安全性。

為昕Mars PCB 間距規(guī)則設(shè)置

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