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技術(shù)專(zhuān)題
IPC組件間距準則
IPC是一個(gè)國際電子組織，它定義了制造PCB的標準。他們的標準很廣泛（數千頁(yè)長(cháng)），但是他們創(chuàng )建的最佳實(shí)踐可確保所有類(lèi)型的PCB都堅固可靠。IPC標準的許多類(lèi)型分為較小的子標準，包括IPC組件間距指南。
定義該準則的主要子標準是IPC-2221A，該標準上一次更新是在2003年。盡管到本文為止，組件間距準則的當前標準已使用了將近18年，但其使用壽命長(cháng)證明了其實(shí)用性。
IPC組件間距指南的目的是什么？
IPC組件間距指南的存在有兩個(gè)原因：防止可能導致物理?yè)p壞的組件重疊，以及防止可能導致性能問(wèn)題的電氣干擾。在這兩者之間，物理重疊是一個(gè)更簡(jiǎn)單的問(wèn)題，需要糾正。CAD軟件可以捕獲大多數實(shí)例，并且許多設計人員具有足夠的知識來(lái)識別沒(méi)有計算機幫助的情況下組件何時(shí)無(wú)法放入空間。
IPC組件間距指南是對這些潛在物理問(wèn)題的第三次檢查。只要設計人員遵守間距準則，組件的物理重疊就不會(huì )出現，除非在特殊情況下需要額外的工程和開(kāi)發(fā)。
組件間距準則還管理負空間（不存在組件的位置）。PCB上的負空間與組件所在的區域同樣重要，并且該空間在防止電干擾時(shí)尤其重要。如果導電跡線(xiàn)或電路之間的距離太近，則當電子在電路之間跳躍時(shí)，它們之間可能會(huì )形成無(wú)意識的連接。這些意外的連接會(huì )降低流經(jīng)PCB某些區域的信號強度，并可能增加流經(jīng)其他區域的功率。功率降低會(huì )導致短路或故障，而電涌會(huì )導致物理?yè)p壞或過(guò)載。
鉆孔與IPC組件間距準則有何關(guān)系？
鉆孔是PCB中負空間的重要區域，鉆孔的存在也會(huì )影響物理組件的方向和布局。當PCB上覆蓋有半導體涂層時(shí)，鉆孔的內表面通常會(huì )覆蓋板的其余部分。設計人員必須意識到，鉆孔內部的涂層可能會(huì )對PCB發(fā)揮功能或與其他組件配合的程度產(chǎn)生重大影響。
IPC組件間距指南考慮了這一點(diǎn)，并建議鉆孔寬度與板厚的比率。較小的比率使鉆孔更易于清潔，簡(jiǎn)化了制造過(guò)程，并促進(jìn)了其內部的均勻涂層。無(wú)論比率如何，鉆孔都應具有嚴格的公差，以確保尺寸一致和正確配合。
IPC組件間距指南還規定，外部PCB層中的鉆孔應比內部PCB層中的鉆孔稍大。這是必需的，因為完成的鉆孔需要平滑和處理，以防止在以后的制造步驟中出現問(wèn)題。外部和內部孔的尺寸必須在指定的IPC公差范圍內，該公差是毫米的精確分數。鉆孔還必須與導電跡線(xiàn)或其他物理組件相距特定距離，并且該距離在PCB的內外層中都不同。
與許多其他類(lèi)型的組件不同，鉆孔必須考慮PCB層之間的差異。PCB中的層數也會(huì )影響鉆孔的制造和堅固性。如果板太薄，則該孔可能是薄弱點(diǎn)，容易破裂。如果板太厚，則可能難以在所需的公差范圍內創(chuàng )建干凈的鉆孔。
遵循IPC組件間距準則的PCB集成電路。
IPC組件間距指南如何影響電路設計？
IPC組件間距指南可幫助設計人員創(chuàng )建電路，以最大程度地減少干擾，同時(shí)仍可充分利用空間。標準中定義的電路沒(méi)有最小或最大尺寸，因此該準則適用于任何尺寸的PCB。相反，指南建議設計人員根據其應攜帶的電流量及其熱容限來(lái)決定電路和走線(xiàn)的適當尺寸。
與鉆孔一樣，PCB外部和內部層的規格也不同。僅位于PCB外層的電路可能大于與內層相交的電路。設計人員可以使用標準中定義的常數來(lái)計算電路的間距，無(wú)論PCB尺寸如何（無(wú)論PCB大小如何）。
各種尺寸的PCB板都是標準化的，范圍從幾毫米長(cháng)到一米的三分之一。在所有PCB中，導體引線(xiàn)應盡可能短。理論上，可以將引線(xiàn)以任何角度和任何方向放置在PCB上，但是不尋常的角度會(huì )使這些引線(xiàn)更難以進(jìn)行計算建模。IPC建議將導線(xiàn)平行放置，垂直放置或彼此成45度角放置。單個(gè)PCB的導線(xiàn)沿不同的方向運行是很常見(jiàn)的，但導線(xiàn)絕不能重疊。引線(xiàn)重疊將違反組件間距準則，并可能導致大量干擾。
