IPC组件间距准则

2021-04-07

IPC是一个國(guó)际電(diàn)子组织，它定义了制造PCB的标准。他(tā)们的标准很(hěn)广泛（数千页長(cháng)），但是他(tā)们创建的最佳实践可(kě)确保所有(yǒu)类型的PCB都坚固可(kě)靠。IPC标准的许多(duō)类型分(fēn)為(wèi)较小(xiǎo)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(xīn)是在2003年。尽管到本文(wén)為(wèi)止，组件间距准则的当前标准已使用(yòng)了将近18年，但其使用(yòng)寿命長(cháng)证明了其实用(yòng)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(yǒu)两个原因：防止可(kě)能(néng)导致物(wù)理(lǐ)损坏的组件重叠，以及防止可(kě)能(néng)导致性能(néng)问题的電(diàn)气干扰。在这两者之间，物(wù)理(lǐ)重叠是一个更简单的问题，需要纠正。CAD软件可(kě)以捕获大多(duō)数实例，并且许多(duō)设计人员具有(yǒu)足够的知识来识别没有(yǒu)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(wù)理(lǐ)问题的第三次检查。只要设计人员遵守间距准则，组件的物(wù)理(lǐ)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(lǐ)负空间（不存在组件的位置）。PCB上的负空间与组件所在的區(qū)域同样重要，并且该空间在防止電(diàn)干扰时尤其重要。如果导電(diàn)迹線(xiàn)或電(diàn)路之间的距离太近，则当電(diàn)子在電(diàn)路之间跳跃时，它们之间可(kě)能(néng)会形成无意识的连接。这些意外的连接会降低流经PCB某些區(qū)域的信号强度，并可(kě)能(néng)增加流经其他(tā)區(qū)域的功率。功率降低会导致短路或故障，而電(diàn)涌会导致物(wù)理(lǐ)损坏或过载。

钻孔与IPC组件间距准则有(yǒu)何关系？

钻孔是PCB中负空间的重要區(qū)域，钻孔的存在也会影响物(wù)理(lǐ)组件的方向和布局。当PCB上覆盖有(yǒu)半导體(tǐ)涂层时，钻孔的内表面通常会覆盖板的其余部分(fēn)。设计人员必须意识到，钻孔内部的涂层可(kě)能(néng)会对PCB发挥功能(néng)或与其他(tā)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(xiǎo)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(yǒu)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，因為(wèi)完成的钻孔需要平滑和处理(lǐ)，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(fēn)数。钻孔还必须与导電(diàn)迹線(xiàn)或其他(tā)物(wù)理(lǐ)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(duō)其他(tā)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(kě)能(néng)是薄弱点，容易破裂。如果板太厚，则可(kě)能(néng)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集成電(diàn)路。

IPC组件间距指南如何影响電(diàn)路设计？

IPC组件间距指南可(kě)帮助设计人员创建電(diàn)路，以最大程度地减少干扰，同时仍可(kě)充分(fēn)利用(yòng)空间。标准中定义的電(diàn)路没有(yǒu)最小(xiǎo)或最大尺寸，因此该准则适用(yòng)于任何尺寸的PCB。相反，指南建议设计人员根据其应携带的電(diàn)流量及其热容限来决定電(diàn)路和走線(xiàn)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外层的電(diàn)路可(kě)能(néng)大于与内层相交的電(diàn)路。设计人员可(kě)以使用(yòng)标准中定义的常数来计算電(diàn)路的间距，无论PCB尺寸如何（无论PCB大小(xiǎo)如何）。

各种尺寸的PCB板都是标准化的，范围从几毫米長(cháng)到一米的三分(fēn)之一。在所有(yǒu)PCB中，导體(tǐ)引線(xiàn)应尽可(kě)能(néng)短。理(lǐ)论上，可(kě)以将引線(xiàn)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線(xiàn)更难以进行计算建模。IPC建议将导線(xiàn)平行放置，垂直放置或彼此成45度角放置。单个PCB的导線(xiàn)沿不同的方向运行是很(hěn)常见的，但导線(xiàn)绝不能(néng)重叠。引線(xiàn)重叠将违反组件间距准则，并可(kě)能(néng)导致大量干扰。