驅(qū)動(dòng)PCB有什么間距的要求

你熟悉賽馬嗎？嗯，當(dāng)然是你。它是人類已知的最古老和最傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)之一。賽馬涉及騎馬或騎馬騎馬，以決定哪一個(gè)是最快的一套課程。在賽馬中，馬的眼睛從側(cè)面被遮住以避免任何分心?，F(xiàn)在，你想知道間距和賽馬之間的關(guān)系是什么，除了這兩個(gè)詞是押韻。不幸的是，設(shè)計(jì)師在PCB設(shè)計(jì)階段的行為相同（有時(shí)）。

從設(shè)計(jì)師的角度來看，間距規(guī)則的重要性應(yīng)該很高。標(biāo)準(zhǔn)間距規(guī)則還規(guī)定了爬電距離和間隙距離。但是，工程師/設(shè)計(jì)師通常遵循標(biāo)準(zhǔn)間距規(guī)則，而無(wú)法查看更大的圖片。此外，兩條走線之間的不適當(dāng)間距會(huì)導(dǎo)致沿雙導(dǎo)線走線的串?dāng)_。

串?dāng)_線和微帶互連中也會(huì)出現(xiàn)串?dāng)_。帶狀線被識(shí)別為傳輸線跡線，其位于印刷電路板內(nèi)部層上的兩個(gè)接地平面之間，而微帶線是電路板外層上的傳輸線跡線。

大多數(shù)PCB設(shè)計(jì)軟??件工具使用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則來確定行間距。這些規(guī)則也稱為許可規(guī)則。雖然，“清理規(guī)則”在技術(shù)上并不是用于間距規(guī)則的正確術(shù)語(yǔ)。更準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ)是爬電距離規(guī)則，因?yàn)檫@些規(guī)則應(yīng)用于絕緣表面上的導(dǎo)電元件之間。作為PCB設(shè)計(jì)人員，您必須了解爬電距離和間隙之間的差異，特別是在高壓電路中。

什么驅(qū)使你的鄰居瘋了！ （嚴(yán)格來說，在間距條款中）

如果你沒有得到標(biāo)題，請(qǐng)閱讀我們之前關(guān)于行距的博客，這是與PCB長(zhǎng)期合作的關(guān)鍵。現(xiàn)在，我們將討論影響PCB間距的因素，包括：

1. 工作電壓
2. 污染度
3. 組件的絕緣子類型
4. CAF（導(dǎo)電陽(yáng)極燈絲）

工作電壓

工作電壓定義為設(shè)備承受額定電壓時(shí)任何特定絕緣的最高電壓。該定義在各種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中有所規(guī)定，包括IEC 950和EN 60950.爬電距離和電氣間隙的值通過確定某一工作電壓下的工作電壓來計(jì)算。在確定工作電壓時(shí)，我們需要評(píng)估峰值和均方根（RMS）電壓。直流電壓的峰值將決定間隙，交流電壓的RMS值將決定爬電距離。

根據(jù)工作電壓，我們計(jì)算PCB中兩條走線之間的最小距離。例如，根據(jù)IEC-60950-1，609V二次電路的工作電壓將承受2700V的峰值電壓，因此均方根（RMS）電壓將為2700V *√2= 3818V。根據(jù)UL 796，應(yīng)用40V/mil標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算所需的最小距離。因此，兩條跡線之間的間距為3818/40 = 95.45密耳。

上表顯示了峰 - 峰值電壓值如何隨工作電壓而變化，符合IEC-60950-1。

污染程度

污染程度是根據(jù)周圍環(huán)境中存在的干燥污染和冷凝量的分類。污染程度越高，粉塵污染和凝結(jié)越多，從而影響產(chǎn)品的安全性。調(diào)整爬電距離和間隙距離以確保PCB的安全性。污染程度根據(jù)大氣中的污染程度和濕度水平而變化。

例如，根據(jù)若干安全標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證機(jī)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)室區(qū)域處于污染等級(jí)2。污染等級(jí)1適用于密封在空氣和水密外殼內(nèi)的產(chǎn)品。另一方面，污染等級(jí)3適用于工業(yè)制造領(lǐng)域等更苛刻的環(huán)境條件。

根據(jù)IEC 60664.3標(biāo)準(zhǔn)，污染程度劃分分為四大類：

• 污染等級(jí)1：零污染或干燥環(huán)境。在這種類型中，存在非導(dǎo)電性污染，其對(duì)電子電路操作無(wú)害。例如密封的封閉物或盆栽產(chǎn)品。
• 污染等級(jí)2：大多數(shù)情況下，存在非導(dǎo)電性污染。但是，存在由于冷凝引起的臨時(shí)導(dǎo)電污染的可能性。實(shí)驗(yàn)室區(qū)域是污染等級(jí)2的一個(gè)例子。
• 污染等級(jí)3：在這種類型中，由于周圍環(huán)境中存在濕氣或灰塵而導(dǎo)致傳導(dǎo)污染或污染。例如，重工業(yè)環(huán)境更容易受到灰塵的影響。
• 污染等級(jí)4：持續(xù)導(dǎo)電，這是由于濕度和灰塵污染過多造成的。外部條件，如下雨或降雪，可導(dǎo)致污染等級(jí)4，并導(dǎo)致持久的導(dǎo)電性。

采取了幾個(gè)步驟，以避免污染程度對(duì)爬電距離和間隙的影響。這些步驟是根據(jù)與系統(tǒng)的間隔和操作特性相關(guān)的若干設(shè)計(jì)特征來采取的。例如，通過提供通風(fēng)來限制濕度或灰塵顆粒的積聚，從而避免污染等級(jí)2。此外，加熱器和風(fēng)扇將避免污染。對(duì)于設(shè)備在不中斷運(yùn)行的情況下，連續(xù)通電或加熱是非常優(yōu)選的。持續(xù)通電還可以避免冷卻過量，因此不會(huì)發(fā)生冷凝。

此外，使用合適的外殼可以避免污染等級(jí)3。這些封閉器限制了外部環(huán)境因素，如水分。

組件的絕緣類型

通常，對(duì)于無(wú)法訪問的電子電路，首選單級(jí)絕緣。但是，我們更喜歡使用雙層絕緣來防止危險(xiǎn)電壓。必須遵循幾個(gè)規(guī)則來實(shí)施雙層絕緣系統(tǒng)。

絕緣屏障對(duì)于符合安全超低電壓（SELV）標(biāo)準(zhǔn)的電路是必要的。用戶可觸摸電壓或安全超低電壓（SELV）系統(tǒng)被稱為電氣系統(tǒng)，其中電壓在IEC和EN 60335標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的正常條件下不能超過允許值。這些SELV電壓必須是無(wú)害的。這些SELV電路在低功率和邏輯電平下工作，例如±3.3至±24 VDC。 SELV電路的一些示例包括輸入/??輸出連接器和連接到外圍設(shè)備（如打印機(jī)和鍵盤）的電纜。

絕緣類型分類

絕緣類型主要分為五種不同類型，分別稱為功能型，基本型，雙型，補(bǔ)充型和增強(qiáng)型。這些絕緣類型的定義在多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中提及并且在性質(zhì)上非常復(fù)雜。設(shè)計(jì)人員必須了解所有這些規(guī)則，并根據(jù)要求將其應(yīng)用于設(shè)計(jì)中。

將安全特低電壓（SELV）電路的危險(xiǎn)電壓隔離至關(guān)重要。以下絕緣類型按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)定義：

1. 功能絕緣：此類絕緣可確保產(chǎn)品的正常功能，但不保證安全保護(hù)。
2. 基本絕緣：這提供單層絕緣，以避免對(duì)電子元件造成任何傷害。
3. 補(bǔ)充絕緣：這種絕緣為基本增加了額外的保護(hù)層
4. 雙重絕緣：這是功能性，基本和輔助絕緣的組合。
5. 加強(qiáng)絕緣：這是一個(gè)提供相同保護(hù)的單一系統(tǒng)作為雙重絕緣。

這些安全標(biāo)準(zhǔn)可幫助設(shè)計(jì)人員保護(hù)電子電路免受異常（單故障）狀況的影響。通過實(shí)施雙層或加強(qiáng)絕緣來避免單一故障條件，其中第二層保留用于保護(hù)。

導(dǎo)電陽(yáng)極絲（CAF）失效

導(dǎo)電陽(yáng)極絲（CAF）是金屬絲，由于印刷電路板中銅的電遷移。這進(jìn)一步導(dǎo)致設(shè)備故障。 CAF的生長(zhǎng)橋接兩個(gè)相反極化的銅導(dǎo)體。 CAF以四種不同的方式發(fā)生，例如通孔到通孔，線到線，通孔到線，以及層到層。 CAF主要由于兩個(gè)關(guān)鍵因素而發(fā)生，包括測(cè)試或偏置電壓（在器件測(cè)試期間施加的電壓）和高相對(duì)濕度。 CAF失效特別發(fā)生在孔洞中，如下圖所示。

影響CAF增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素包括電場(chǎng)強(qiáng)度，溫升，濕度，以及層壓板的類型。制造缺陷也可能導(dǎo)致CAF失效。然而，CAF失效主要發(fā)生在高密度電路板上，導(dǎo)致間距減小。

金屬燈絲的生長(zhǎng)通常是從銅陽(yáng)極到銅陰極，最終導(dǎo)致電氣故障電子電路。 CAF分兩個(gè)階段發(fā)生：樹脂玻璃界面的退化和銅的電化學(xué)遷移導(dǎo)致長(zhǎng)絲生長(zhǎng)。

樹脂玻璃界面的降解是一個(gè)可逆的過程，其中材料的絕緣電阻返回烘烤和干燥過程后。實(shí)際CAF增長(zhǎng)的第二步被認(rèn)為是不可逆轉(zhuǎn)的。 CAF發(fā)生故障所需的時(shí)間取決于測(cè)試電壓，相對(duì)濕度，間距，溫升和樹脂系統(tǒng)。

樹脂玻璃界面的降解隨著PCB的行為類似于電池，發(fā)生以下反應(yīng)：

在陽(yáng)極：

Cu - > Cu（n +）+ ne（ - ）

H2O->?O2+ 2 H + 2e（+）

在陰極處：

H 2 O + e- - > 1/2 H 2 + 2 OH（+）

半導(dǎo)體元件的間距

在某些情況下，電氣安全和電壓隔離具有高優(yōu)先級(jí)，間隙，爬電距離和隔離距離非常重要。兩個(gè)組件，端子和連接器之間的間距在幾個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中有明確定義。但是，我們將間距分為兩部分，例如：

1）非絕緣帶電部件和其他非絕緣金屬部件之間的間距這包括端子和散熱器，機(jī)箱，金屬盒，機(jī)柜等之間的間距......

2）極性相反的非絕緣帶電部件之間的間距。這包括端子，相鄰元件，連接器，裸線等之間的間距......

在器件端子上使用高溫硅樹脂灌封可以增加電路上兩個(gè)壽命部件之間的間距。自動(dòng)地，這種措施將提高電氣安全性，增加終端的“間距”，提供更高的污染程度。

我們覆蓋了大部分部件。你還有什么問題嗎（我對(duì)此表示懷疑?。?？隨意提問，分享和評(píng)論。