Es gibt viele Überlegungen zum Sicherheitsabstand in PCB-Design, einschließlich Abstand zwischen Leiterbahnen, Zeichenabstand, Pad-Abstand usw. Hier werden sie in zwei Kategorien eingeteilt: elektrisch bedingte Sicherheitsabstände und nicht elektrisch bedingte Sicherheitsabstände.
01 Elektrische Sicherheitsabstände
Leiterbahnabstand
Für die Verarbeitungsmöglichkeiten gängiger Leiterplattenhersteller sollte der Mindestabstand zwischen den Leiterbahnen mindestens 0.075 mm betragen. Der minimale Leiterbahnabstand bezeichnet den kleinsten Abstand zwischen einer Leiterbahn und einer anderen Leiterbahn oder zwischen einer Leiterbahn und einem Pad. Aus fertigungstechnischer Sicht ist ein größerer Leiterbahnabstand vorteilhafter. Ein gängiger Wert ist 0.127 mm.
Pad-Lochdurchmesser und Pad-Breite
Bei herkömmlichen Leiterplattenherstellern sollte der Mindestlochdurchmesser bei mechanisch gebohrten Pads nicht weniger als 0.2 mm betragen. Bei Laserbohrungen sollte der Mindestlochdurchmesser nicht weniger als 0.1 mm betragen. Die Lochdurchmessertoleranz kann je nach Material leicht variieren, liegt aber in der Regel innerhalb von 0.05 mm. Die Mindestpadbreite sollte 0.2 mm nicht unterschreiten.
Pad-zu-Pad-Abstand
Bei herkömmlichen Leiterplattenherstellern sollte der Mindestabstand zwischen den Pads nicht weniger als 0.2 mm betragen.
Kupfer-zu-Rand-Abstand
Der Mindestabstand zwischen stromführendem Kupfer und dem Rand der Leiterplatte sollte idealerweise nicht weniger als 0.3 mm betragen. Dies kann auf der Seite „Designregeln > Platinenumriss“ eingestellt werden.
Bei großflächigen Kupfergüssen ist es üblich, die Kupferfläche vom Platinenrand nach innen zu reduzieren, typischerweise um 0.2 mm. Um potenzielle Probleme wie freiliegendes Kupfer am Platinenrand, das zu Verwerfungen oder Kurzschlüssen führen kann, zu vermeiden, reduzieren Ingenieure in der Leiterplattenentwicklung und -fertigung die Kupferfläche oft um 8 mil nach innen, anstatt sie bis zum Rand zu erweitern.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diesen Kupferversatz zu erreichen, beispielsweise durch das Zeichnen einer Sperrschicht am Platinenrand und das Festlegen des Abstands zwischen Kupferfüllung und Sperrbereich. Eine einfachere Methode besteht darin, unterschiedliche Sicherheitsabstände für die Kupferobjekte festzulegen. Beispielsweise kann der Gesamtsicherheitsabstand der Platine auf 0.25 mm und der Kupferfüllungsabstand auf 0.5 mm eingestellt werden. Dadurch ergibt sich ein Versatz von 0.5 mm vom Platinenrand und gleichzeitig werden potenzielle tote Kupferbereiche in den Bauteilen eliminiert.
02 Nicht elektrisch bedingte Sicherheitsabstände
Zeichenbreite, -höhe und -abstand
Beim Siebdruck sollten keine Änderungen an der Schriftart vorgenommen werden. Bei Zeichen mit einer Linienbreite (D-CODE) von weniger als 0.22 mm (8.66 mils) sollten die Linien auf 0.22 mm verdickt werden. Die Gesamtbreite der Zeichen (W) sollte 1.0 mm und die Zeichenhöhe (H) 1.2 mm betragen. Der Abstand zwischen den Zeichen (D) sollte mindestens 0.2 mm betragen. Unterschreiten die Zeichen diese Vorgaben, erscheinen sie im Druck unscharf.
Via-zu-Via-Abstand
Der Abstand zwischen den Durchkontaktierungen (Via-zu-Via, Mitte-zu-Mitte) sollte mindestens 8 mil betragen.
Abstand zwischen Siebdruck und Pad
Der Siebdruck sollte die Pads nicht überlappen. Bedeckt der Siebdruck ein Pad, verhindert dies ein ordnungsgemäßes Löten während des Montageprozesses. Ein empfohlener Abstand beträgt mindestens 8 mil. Bei begrenzter Leiterplattenfläche kann ein Abstand von 4 mil akzeptabel sein, sollte aber nach Möglichkeit vermieden werden. Sollte der Siebdruck während der Konstruktion versehentlich das Pad überlappen, entfernt der Hersteller den Siebdruck in der Regel im Pad-Bereich, um eine ordnungsgemäße Lötung zu gewährleisten.
In manchen Fällen platzieren Designer den Siebdruck bewusst in der Nähe der Lötpads, insbesondere wenn diese sehr nah beieinander liegen. In solchen Fällen kann der Siebdruck Kurzschlüsse zwischen Lötpads effektiv verhindern. Dies muss jedoch im Einzelfall geprüft werden.
Mechanische 3D-Höhe und horizontaler Abstand
Bei der Platzierung von Komponenten auf der Leiterplatte ist unbedingt zu berücksichtigen, ob diese hinsichtlich Höhe und horizontalem Abstand mit anderen mechanischen Strukturen in Konflikt geraten. Bereits in der Designphase ist auf ausreichend Abstand zwischen den Komponenten, der Leiterplatte, der Außenhülle des Produkts und anderen Strukturelementen zu achten, um physische Konflikte zu vermeiden. Um Interferenzen zu vermeiden, ist ausreichender Abstand einzuhalten.
Die oben genannten Werte dienen als Referenz und können als Orientierung bei der Festlegung von Sicherheitsmargen in Ihren Designs dienen, stellen jedoch keine strengen Industriestandards dar. Die spezifischen Anforderungen können je nach Leiterplattenhersteller oder den Designbeschränkungen des Produkts variieren.
