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技術資訊 | IPC器件間距設置指南

深圳(耀創)電子科技有限公司 ? 2022-11-17 17:56 ? 次閱讀

IPC 器件間距指南旨在確保器件和電路的間距足夠大,以盡量減少物理重疊和電氣干擾。

鉆孔的間距很重要,因為鉆孔的功能會受到器件間距以及 PCB 本身所用材料的影響。

IPC 器件間距指南會影響電路設計,因為其中規定了許多關于導體的具體要求。

IPC 是一個國際電子組織,定義了制造 PCB 的標準。這些標準非常詳盡,有數千頁之多,其中制定的最佳實踐有助于確保所有類型的 PCB 都具有可靠的性能。許多類型的 IPC 標準被分割成較小的子標準,其中就包括 IPC 器件間距指南。

定義IPC 器件間距指南的主要子標準是 IPC-2221A,該標準于 2003 年最后更新。目前的器件間距指南標準距今已經有近 18 年的歷史,如此漫長的時間跨度證明了它的實用性。

遵循正確的 IPC 間距指南的 PCB 照片。

IPC 器件間距指南的用途是什么?

IPC 器件間距指南的存在有兩個原因:防止可能導致物理損壞的器件重疊及防止可能導致性能問題的電氣干擾。在這兩個原因中,物理重疊是一個比較容易糾正的問題。CAD 軟件可以捕捉到大多數重疊的情況,而且許多設計師的知識足夠豐富,能夠在沒有計算機技術的幫助下判斷能否將器件擺放到某個空間內。

IPC 器件間距指南是對這些潛在的物理問題的第三次檢查。只要設計師遵循間距指南,器件就不會出現物理重疊,除非存在需要額外工程設計和開發的特殊情況。

器件間距指南還可以管理負空間——即沒有器件存在的地方。PCB 上的負空間與存在器件的區域一樣重要,在防止電氣干擾方面,負空間尤其重要。如果導電走線或電路靠得太近,當電子在電路之間跳躍時,它們之間可能會形成無意的連接。這些意外的連接會降低流經 PCB 某些區域的信號強度,并可能增加流經其他區域的電源。電源減少可能導致短路或故障,而電源激增可能導致物理損壞或過載。

鉆孔與 IPC 器件間距指南有什么關系?

鉆孔是 PCB 中重要的負空間區域,鉆孔的存在也會影響物理器件的方向和布局。當 PCB 上覆蓋有半導體涂層時,鉆孔的內表面往往與電路板的其他部分一起被覆蓋上涂層。設計師必須意識到,鉆孔內的涂層可能會對 PCB 的功能或 PCB 與其他器件的契合程度產生重大影響。

IPC 器件間距指南考慮到了這一點,并給出了鉆孔寬度與電路板厚度的推薦比率。比率較小會使鉆孔更容易清潔,簡化制造過程,并有利于鉆孔內部的涂層覆蓋均勻。無論比率如何,鉆孔都應該有嚴格的公差規定,以確保尺寸一致和良好的契合度。

IPC 器件間距指南還規定,PCB 外層的鉆孔應比內層的鉆孔略大。這一點很有必要,因為成品鉆孔需要經過平滑和加工處理,以防止在后續的制造步驟中出現問題。內外鉆孔的尺寸必須在規定的 IPC 公差范圍內,精確到毫米以下。鉆孔還必須與導電走線或其他物理器件保持特定的距離,而且這個距離在 PCB 的外部和內部各層是不同的。

與許多其他類型的器件不同,鉆孔必須考慮到 PCB 各層之間的差異。PCB 的層數也會影響鉆孔的制造和堅固性。如果電路板太薄,鉆孔可能構成一個有破損風險的薄弱點;如果電路板太厚,可能很難在要求的公差范圍內鉆出一個齊整的鉆孔。

IPC 器件間距指南如何影響電路設計?

IPC 器件間距指南可幫助設計師在創建電路時盡量減少干擾,同時還能盡可能地利用空間。標準中沒有定義電路的最小或最大尺寸,因此該指南適用于任何尺寸的 PCB。相反,該指南建議設計師根據電路和走線應承載的電流大小以及耐熱性來決定其適當尺寸。

與鉆孔一樣,PCB 外部和內部各層的規格也不盡相同。僅分布在 PCB 外層的電路可能比與內層相交的電路尺寸要大。設計師可以使用該標準中定義的常數,計算出電路應該相隔多遠,而不考慮 PCB 的尺寸。

PCB 電路板的許多尺寸都是標準化的,小至幾毫米,大至三分之一米。在任何 PCB 中,導體引線應盡可能地短。引線理論上可以從任何角度和任何方向擺放在 PCB 上,但不尋常的角度會增加對這些引線進行計算建模的難度。IPC 建議,引線擺放應相互平行、相互垂直,或相互成 45 度角。一塊 PCB 上有不同方向的引線是很常見的,但引線不應該重疊。重疊的引線將違反器件間距準則,并可能造成大量干擾。

IPC 器件間距指南是穩健的設計流程的重要組成部分,有助于打造可靠、高效的 PCB。使用強大的 PCB 設計軟件,可以輕松檢測器件間距inspectAR 軟件利用增強現實技術(AR)以交互性的方式評估并改進 PCB 設計過程,輕松準確地實現 PCB 檢查、調試、返工和組裝。

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上圖顯示了在 inspectAR 軟件中 對 AR 疊層制造的探測。利用AR技術,工程師或制造技術人員可以在制造過程中的任何時候將單個器件、走線、子電路或整個電路板與設計規格進行比較,并隨時查看技術手冊、添加留言、注釋。

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