IPC组件间距准则

time : 2021-05-14 09:30       作者:凡亿pcb


IPC是一个国际电子组织,它定义了制造PCB的标准。他们的标准很广泛(数千页长),但是他们创建的最佳实践可确保所有类型的PCB都坚固可靠。IPC标准的许多类型分为较小的子标准,包括IPC组件间距指南。 

定义该准则的主要子标准是IPC-2221A,该标准上一次更新是在2003年。尽管到本文为止,组件间距准则的当前标准已使用了将近18年,但其使用寿命长证明了其实用性。

IPC组件间距指南的目的是什么?

IPC组件间距指南的存在有两个原因:防止可能导致物理损坏的组件重叠,以及防止可能导致性能问题的电气干扰。在这两者之间,物理重叠是一个更简单的问题,需要纠正。CAD软件可以捕获大多数实例,并且许多设计人员具有足够的知识来识别没有计算机帮助的情况下组件何时无法放入空间。 

IPC组件间距指南是对这些潜在物理问题的第三次检查。只要设计人员遵守间距准则,组件的物理重叠就不会出现,除非在特殊情况下需要额外的工程和开发。

组件间距准则还管理负空间(不存在组件的位置)。PCB上的负空间与组件所在的区域同样重要,并且该空间在防止电干扰时尤其重要。如果导电迹线或电路之间的距离太近,则当电子在电路之间跳跃时,它们之间可能会形成无意识的连接。这些意外的连接会降低流经PCB某些区域的信号强度,并可能增加流经其他区域的功率。功率降低会导致短路或故障,而电涌会导致物理损坏或过载。

钻孔与IPC组件间距准则有何关系?

钻孔是PCB中负空间的重要区域,钻孔的存在也会影响物理组件的方向和布局。当PCB上覆盖有半导体涂层时,钻孔的内表面通常会覆盖板的其余部分。设计人员必须意识到,钻孔内部的涂层可能会对PCB发挥功能或与其他组件配合的程度产生重大影响。 

IPC组件间距指南考虑了这一点,并建议钻孔宽度与板厚的比率。较小的比率使钻孔更易于清洁,简化了制造过程,并促进了其内部的均匀涂层。无论比率如何,钻孔都应具有严格的公差,以确保尺寸一致和正确配合。

IPC组件间距指南还规定,外部PCB层中的钻孔应比内部PCB层中的钻孔稍大。这是必需的,因为完成的钻孔需要平滑和处理,以防止在以后的制造步骤中出现问题。外部和内部孔的尺寸必须在指定的IPC公差范围内,该公差是毫米的精确分数。钻孔还必须与导电迹线或其他物理组件相距特定距离,并且该距离在PCB的内外层中都不同。 

与许多其他类型的组件不同,钻孔必须考虑PCB层之间的差异。PCB中的层数也会影响钻孔的制造和坚固性。如果板太薄,则该孔可能是薄弱点,容易破裂。如果板太厚,则可能难以在所需的公差范围内创建干净的钻孔。

遵循IPC组件间距准则的PCB集成电路。

IPC组件间距指南如何影响电路设计?

IPC组件间距指南可帮助设计人员创建电路,以最大程度地减少干扰,同时仍可充分利用空间。标准中定义的电路没有最小或最大尺寸,因此该准则适用于任何尺寸的PCB。相反,指南建议设计人员根据其应携带的电流量及其热容限来决定电路和走线的适当尺寸。 

与钻孔一样,PCB外部和内部层的规格也不同。仅位于PCB外层的电路可能大于与内层相交的电路。设计人员可以使用标准中定义的常数来计算电路的间距,无论PCB尺寸如何(无论PCB大小如何)。

各种尺寸的PCB板都是标准化的,范围从几毫米长到一米的三分之一。在所有PCB中,导体引线应尽可能短。理论上,可以将引线以任何角度和任何方向放置在PCB上,但是不寻常的角度会使这些引线更难以进行计算建模。IPC建议将导线平行放置,垂直放置或彼此成45度角放置。单个PCB的导线沿不同的方向运行是很常见的,但导线绝不能重叠。引线重叠将违反组件间距准则,并可能导致大量干扰。