PCB设计中的如何解决安全间距问题

PCB设计中有诸多需要考虑到安全间距的地方。在此，暂且归为两类：一类为电气相关安全间距，一类为非电气相关安全间距。

1.电气相关安全间距：

导线之间间距

据主流PCB生产厂家的加工能力，导线与导线之间的间距不得低于最小4mil。最小线距，也是线到线，线到焊盘的距离。从生产角度出发，有条件的情况下是越大越好，一般常规在10mil比较常见。

焊盘孔径与焊盘宽度

据主流PCB生产厂家的加工能力，焊盘孔径如果以机械钻孔方式，最小不得低于0.2mm，如果以镭射钻孔方式，最小不得低于4mil。而孔径公差根据板材不同略微有所区别。一般能管控在0.05mm以内内。焊盘宽度最小不得低0.2mm。

焊盘与焊盘之间的间距

据主流PCB生产厂家的加工能力，焊盘与焊盘之间的间距不得低于0.2mm。

铜皮与板边之间的间距

带电铜皮与PCB板边的间距最好不小于0.3mm。如上图所示，在Design-Rules-Board outline页面来设置该项间距规则。

如果是大面积铺铜，通常也是与板边需要有内缩距离，一般设为20mil。在PCB设计以及制造行业，一般情况下，出于电路板成品机械考虑，或者避免铜皮裸露在板边可能引起的卷边或电气短路等情况发生，工程师经常会将大面积铺铜块相对于板边内缩20mil，而不是一直将铜皮铺到板边沿。这种铜皮内缩的处理方法有很多种。比如板边绘制keepout层，然后设置铺铜与keepout的距离。此处介绍一种简便的方法，即为铺铜对象设置不同的安全距离，比如整板安全间距设置为10mil，而将铺铜设置为20mil。即可达到板边内缩20mil的效果。同时也去除了器件内可能出现的死铜。

2.非电气相关的安全间距：

字符宽度高度及间距

文字菲林在处理时不能做任何更改，只是将D-CODE小于0.22mm(8.66mil)以下的字符线条宽度都会加粗到0.22mm。即字符线条宽度L0.22mm(8.66mil)。而整个字符的宽度W1.0mm。整个字符的高度H1.2mm。字符之间的间距D0.2mm。当文字小于以上标准时加工印刷出来会模糊不清。

过孔到过孔间距(孔边到孔边)

过孔(VIA)到过孔间距(孔边到孔边)最好大于8mil。

丝印到焊盘距离

丝印不允许上焊盘。因为丝印若盖上焊盘，在上锡的时候丝印处将不能上锡，从而影响元器件装贴。一般板厂要求预留8mil的间距为好。如果PCB板实在面积有限，做到4mil的间距也勉强可以接受。如果丝印在设计时不小心盖过焊盘，板厂在制造时会自动消除留在焊盘上的丝印部分以保证焊盘上锡。

当然在设计时具体情况具体分析。有时候时故意让丝印紧贴焊盘的，因为当两个焊盘靠的很近的时候，中间的丝印可以有效防止焊接时焊锡连接短路。此种情况另当别论。

机械结构上的3D高度和水平间距

PCB上器件在装贴时要考虑到水平方向上和空间高度上会不会与其他机械结构有冲突。因此在设计时，要充分考虑到元器件之间，以及PCB成品与产品外壳之间，空间结构上的适配性，为各目标对象预留安全间距。该间距以保证它们在空间上不发生冲突为度自行考虑。

如何解决间距不足的问题?

间距是在空气(视线)中测量的，因此在布局层面可以做到合理布局，以减少所需的间距。通过使用绝缘材料并且在可能的情况下通过双侧组装可以实现间隔的显着减小。绝缘材料可以是高压节点之间的片状屏障。由于高的部件是表面安装的，可以将需要间距的电路放置在板的相对侧上。处于相同电位的相同高电压电路内的节点通常需要注意与低电压电路间距。一种好的方法是在电路板的顶部放置高压电路，在底部放置低压电路，用于控制和监测。低压电路通常不具有高压电路所所需的边界表面(壳体)爬电要求。

如何解决爬电距离不足的问题?

我们知道，爬电距离是绝缘表面上的电节点之间的间隔。在我们的讨论中，这意味着PCB表面或内部层上的导体之间的空间。但是进一步扩展元件将受到产品包装体积的约束，因此需要有一些其他策略，在允许更高的封装密度情况下，同时满足所需的爬电距离。

计算各电压等级下导线间距的标准

PCB走线之间的适当距离对于避免电导体之间的短路至关重要。不幸的是，这个问题没有单一的解决方案。存在各种工业和安全标准，根据电压，应用和其它因素规定不同的间隔要求。这里我提供一些注意事项，帮助您确定PCB导线之间的适当距离。

当产品必须通过某个安全机构认证时，各安全检测机构都有一系列用以满足特定的绝缘要求的标准。在这种情况下，找到所需的间距是很方便的。例如，在美国，对于大多数市电或电池供电的信息技术设备，最小允许PCB间距应根据标准UL IEC60950-1第2版表2K，2L，2M或2N确定。这些表格指定了各种绝缘等级的所谓安全间距和“爬电距离”。

所需的等级取决于所在电路的位置。当考虑给定设计的间距和爬电要求时，要考虑污染程度和绝缘类型的组合。污染程度通常指，周围空气中或高压节点之间的表面上的灰尘，湿气和其他颗粒物质的含量。 该标准规定了功能性，基本，补充，双重和加强绝缘。这些绝缘定义相当复杂。爬电距离的标准也跟这些绝缘等级的不同而不同。如下图所示为标准IEC60950-1所要求的爬电距离。在不同电压等级下所需要的最满足的最小爬电距离。下表的数据使用与基本绝缘等级，如果是双重或者加强绝缘等级，数据需要翻倍。

编辑：黄飞