【技术干货】PCB电气安全距离的可制造性设计

 

 

         

PCB工程师在设计电子产品的过程中，不能只考虑设计出来的精度以及完美要求，还有很大一个制约条件就是生产工艺的能力问题，因此DFM可制造性分析非常重要。避免设计出来的产品无法生产浪费时间及成本的问题发生。

 

那么走线层的可制造性都有那些问题呢？走线层的线距、焊盘、铜皮的距离关乎电气的安全间距，一般而言会考虑到线到线的距离、焊盘到焊盘的距离、焊盘与线之间的距离、线和焊盘离板边的距离，还有铜皮与其他物体的距离等……

         

 

PCB电气间距设计规则

 

 

 

PCB的设计规则有很多，以下为大家介绍有关电气安全间距的举例。电气规则设置是设计电路板在布线时必须遵守的规则，包括安全距离、开路、短路方面的设置。这几个参数的设置会影响所设计PCB的生产成本、设计难度及设计的准确性，应严谨对待。  

 

1、安全间距规则

   PCB设计有相同网络间距、不同网络的安全间距、其他、线宽都需要进行设置，线宽和间距默认都是6mil，间距默认6mil即可，线宽最小值设置为6mil，建议值（默认布线的宽度）设置为10mil，最大值设置为200mil。具体设置根据板子布线的难易度设置。  设置的线宽、间距还需要和PCB生产厂家事先协商好，因为有些厂家因为制程能力的问题不一定能做到设置的线宽和间距，而且线宽和间距越小，成本越高。  

 

2、线距3W规则

     所有设计在时钟走线、差分线、视频、音频、复位线以及其他系统关键线路等。多个高速信号线长距离走线时，为了减少线与线之间的串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，则可保持大部分电场不互相干扰，这就是3W规则。3W规则可保持70%的电场不互相干扰，使用10W的间距时，可以达到98%的电场不互相干扰。    

3、电源层20H规则

 

     20H规则是指电源层相对地层内缩20H的距离，当然也是为抑制边缘辐射效应。由于电源层与地层之间的电场是变化的，在板的边缘会向外辐射电磁干扰，称为边沿效应。解决的办法是将电源层内缩，使得电场只在接地层的范围内传导。以一个H(电源和地之间的介质厚度)为单位，若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内，内缩100H则可以将98%的电场限制在内。  

 

4、阻抗线间距的影响

     由两根差动信号线组成的控制阻抗的一种复杂结构，驱动端输入的信号为极性相反的两个信号波形，分别由两根差动线传送，在接收端这两个差动信号相减，这种方式主要用于高速数模电路中以获得更好的信号完整性及抗噪声干扰。阻抗与差分线间距成正比，差分线间距越大，阻抗就越大。  

 

5、电气的爬电距离

     在高压开关电源PCB设计中比较重要的是电气间隙和爬电距离，如果电气间隙和爬电间距过小的话，需要注意漏电的情况。爬电间距以及电气间隙在PCB设计时，电气间隙可用布局来调整器件焊盘到焊盘的间距，当PCB空间紧张时爬电间距可以通过挖槽增加爬电间距。  

 

 

02

PCB制造间距的DFM设计

 

 

制造的电气安全间距主要取决于制版厂的水平，一般就是0.15mm，实际上可以更近，如果不是跟信号相关的电路，只要不短路，电流够用就行，大电流需要更粗的走线和间距，一般的设计原则是运用条件允许的情况下采用最粗的走线和间距。

 

 01

导线之间间距

 导线与导线之间间距需要考虑PCB生产厂家的制成能力，建议走线与走线之间的间距不低于4mil。不过部分工厂3/3mil的线宽线距也能生产，从生产角度出发的话，当然是在有条件的情况下越大越好了。一般正常的6mil比较常规了。  

 

 02

焊盘与线的间距

 焊盘距线的距离一般不低于4mil,在有空间的情况下焊盘到线间距越大越好。因为焊盘阻焊需要开窗，开窗大于焊盘2mil以上，如间距不足不只是线路层短路的问题，还会导致线路露铜。  

 

 03

焊盘与焊盘之间的间距

 

焊盘与焊盘的间距需要大于6mil，焊盘间距不足很难做出阻焊桥，不同网络的IC焊盘无阻焊桥焊接时可能会连锡短路。同网络焊盘与焊盘的间距小，焊接上锡全连接以后返修元器件不方便拆卸。

 

 

 04

铜皮与铜皮、线、PAD间距

 带电铜皮与线、PAD间距要比其他线路层的物体间距大一些，铜皮与线、PAD间距大于8mil 方便生产制造。因为铜皮的大小不一定要做到多少值，大一点小一点关系不大，为了提升产品的生产良率，线、PAD距铜皮的间距尽量大一些。      05

线、PAD、铜皮与板边的间距

 

走线、焊盘、铜皮距外形线的距离一般需要大于10mil，小于8mil在生产制造成型后会导致板边露铜，如果板边是V-CUT那么间距预留需大于16mil以上。线和PAD不只是露铜那么简单，线太靠近板边可能会做小，导致载流问题，PAD做小影响焊接，导致焊接不良。

 

 

 

华秋DFM是专为电子行业打造的一款可制造性分析软件，为电子行业降本增效。低成本、高产出是所有公司永恒的追求目标。通过实施DFM规范，可有效地利用公司资源，低成本、高质量、高效率地制造出产品。如果产品的设计不符合公司生产特点，可制造性差，即就要花费更多的人力、物力、财力才能达到目的。同时还要付出延缓交货，甚者失去市场的沉重代价。

 

 

近日，华秋DFM推出了新版本，可实现制造与设计过程同步，模拟选定的PCB产品从设计、制造到组装的整个生产流程，华秋DFM使BOM表整理、元器件匹配、裸板分析及组装分析四个模块相互联系，共同协作来完成一个完整的DFM分析。欢迎大家点击阅读原文下载体验！

 

华秋电子是一家致力于以信息化技术改善传统电子产业链服务模式的产业数智化服务平台，目前已全面打通产业上、中、下游，形成了电子产业链闭环生态，致力于为行业带来“高品质，短交期，高性价比”的一站式服务平台，可向广大客户提供媒体社区平台服务、元器件采购服务、PCB制造服务及可靠性制造分析服务、SMT贴片／PCBA加工服务，如有相关业务需求，请扫码填写以下表单，我们将为您对接专属服务。

 往期推荐:        

 

华秋干货铺丨高密度 PCB 线路板设计中的过孔知识

 

华秋干货铺 | 了解下，覆铜板的判断与选取

 

华秋干货铺 | 高多层 PCB 之“压合”工艺

 

华秋干货铺 | 一文读懂品质体系认证，学会判断 PCB 板厂生产资质！

 

华秋干货铺 | 如何对关键工序进行质量控制，以保证产品高可靠性？

 

华秋干货铺 | 超详细的PCB高可靠辨别方法，不允许你不知道！

 

华秋干货铺 | 高多层线路板 PCB 打样，那些不为人知的生产难点

 

华秋干货铺 | 你的 PCB 通过这些可靠性检测了吗？不允许你不知道！

 

华秋干货铺 | 深度解析！如何判断 PCB 板是否变形？

 

华秋干货铺 | PCB 板变形原因！不看不知道

 

华秋干货铺 | 沉铜、黑孔、黑影工艺，PCB 该 Pick 哪一种？

 

华秋干货铺 | PCB 一分钟科普之你真的懂多层板吗？新手小白必看！

 

华秋干货铺 | 独家！线上下单多层板的那些事儿，你都知道吗？

 

华秋干货铺 | PCB 多层板为什么都是偶数层？

 

华秋干货铺 | 关于 PCB 多层板制程能力不得不说的那些事儿

 

华秋干货铺 | PCB可制造性设计及案例分析之孔槽篇

 

多层板二三事 | 五千块天价加急费都无法保证交期？为什么？

 

华秋干货铺 | PCB可制造性设计及案例分析之线路篇

 

多层板二三事 | 教你三招有效保证交期

 

华秋干货铺 | PCB可制造性设计及案例分析之字符、外形、拼板（图文结合，推荐）

 

多层板二三事 | 理论良率＜实际良率，多出来的PCB板工厂为什么不留着？

 

华秋干货铺 | 如何保证电子产品可靠性设计？三方面为您解读，值得收藏！

 

多层板二三事 | 交期延误、报废补料、不做退款都是什么情况？

 

华秋干货铺 | PCB设计避坑指南（图文结合、视频演示，荐读！）

 

多层板二三事 | 你手上的出货报告看懂了吗？

 

华秋干货铺 | DFA是什么？这些组装性问题你都知道怎么解决吗？

 

多层板二三事 | 切片报告怎么看？可以反映PCB的可靠性吗？

 

华秋干货铺 | PCB板漏孔、漏槽在设计端如何避坑

 

多层板二三事 | 多层板的焊盘设计之半盖半露设计、等大设计

 

华秋干货铺 | 器件引脚的方槽、方孔如何避坑

 

华秋干货铺 | 一文读懂插件孔相关知识！避免再与元器件不配适

 

华秋干货铺 | PCB设计孔间距的DFM可靠性，你知道吗！

 

多层板二三事 | 反馈PCB售后问题要牢记这五点！

 

华秋干货铺 | 盘中孔的DFM设计与工艺制造

 

多层板二三事 | PCB代工厂售后回复大有内涵，这篇文章告诉你

 

 

 

关于华秋  华秋电子，成立于2011年，是国内领先的电子产业一站式服务平台，国家级高新技术企业。以“客户为中心，追求极致体验”为经营理念，布局了电子发烧友网、方案设计、元器件电商、PCB 制造、SMT 制造和 PCBA 制造等电子产业服务，已为全球 30万+客户提供了高品质、短交期、高性价比的一站式服务。  

---

原文标题：【技术干货】PCB电气安全距离的可制造性设计

文章出处：【微信公众号：发烧友研习社】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。