Luft- und Kriechstrecken auf der Leiterplatte: Abstände bei höheren Spannungen
Bei Netzspannung oder anderen höheren Spannungen ist der Abstand zwischen Kupferflächen eine Sicherheitsfrage, nicht nur eine Fertigungsgrenze.
Luftstrecke und Kriechstrecke
Die Luftstrecke ist der kürzeste Abstand zwischen zwei Leitern durch die Luft. Die Kriechstrecke ist der kürzeste Abstand zwischen ihnen entlang der Oberfläche des Isolierstoffs. Die Kriechstrecke ist immer gleich lang oder länger als die Luftstrecke, denn ein Weg entlang der Oberfläche kann nicht kürzer sein als die Gerade. Eine Platine muss beides einhalten.
Was den Abstand bestimmt
- Die Spannung zwischen den beiden Leitern: Eine höhere Spannung braucht mehr Abstand.
- Verschmutzungsgrad: Staub, Feuchte oder Kondenswasser im Gerät verringern die Isolation entlang der Oberfläche; eine schmutzige Umgebung braucht daher mehr Kriechstrecke.
- Werkstoffgruppe (CTI): Laminate unterscheiden sich in der Kriechstromfestigkeit; ein besseres Material erlaubt eine kürzere Kriechstrecke.
- Art der Isolierung: Basis-, zusätzliche oder verstärkte Isolierung haben jeweils eigene Anforderungen.
- Aufstellhöhe und Überspannungskategorie des Geräts, für die Luftstrecke.
Die Werte stammen aus der Norm Ihres Produkts, zum Beispiel IEC 60664-1 oder einer Produktnorm wie IEC 62368-1, und aus der Abstandstabelle der IPC-2221. Entnehmen Sie die Werte dort; dieser Ratgeber ersetzt die Norm nicht, und das letzte Wort hat das Prüflabor.
Das Fertigungsminimum ist kein Sicherheitswert
Der kleinste Abstand des Prozesses, 0.15 mm, sagt nur, was sich zuverlässig ätzen lässt (Designregeln). Über die Spannung, die er aushält, sagt er nichts. Nehmen Sie bei höherer Spannung den Abstand aus der Norm und verwenden Sie das Minimum nur für Niederspannungssignale.
So gewinnen Sie Kriechstrecke
- Vergrößern Sie den Abstand zwischen den beiden Kupferflächen, auch an weniger offensichtlichen Stellen des Layouts, etwa bei den Pads zweier Bauteile oder den beiden Seiten eines Optokopplers.
- Fräsen Sie einen Schlitz in die Platine zwischen den beiden Flächen: Der Weg über die Oberfläche muss um den Schlitz herumführen. Zeichnen Sie den Schlitz wie jeden Innenausschnitt in der Umrissebene (DFM-Checkliste) und prüfen Sie die Mindestbreite des Schlitzes mit uns.
- Verwenden Sie ein besseres Material (höherer CTI), wo die Norm dafür einen kürzeren Abstand erlaubt.
- Lackieren Sie die Platine: Ein geeigneter Schutzlack kann den berücksichtigten Verschmutzungsgrad ändern, aber nur gemäß der Norm.
Verlassen Sie sich nicht allein auf den Lötstopplack als Isolierung, es sei denn, die Norm akzeptiert ihn, und halten Sie Kupfer und Lackaussparungen vom Platinenrand fern.
Innenlagen und Dicke
Der Abstand zwischen den Lagen ergibt sich aus der Dicke des Laminats dazwischen (Lagenaufbau-Ratgeber); bei höheren Spannungen ist ein dickeres Dielektrikum die übliche Lösung. Auch Vias und Bohrungen mit Kupfer müssen den geforderten Abstand zu Leitern eines anderen Netzes einhalten (Vias und Bohrdurchmesser).
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Kennzeichnen Sie die Schlitze eindeutig in den Dateien, tragen Sie die Spannungsklasse in die Notizen der Anfrage ein und laden Sie das Archiv im Preisrechner hoch.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Luftstrecke und Kriechstrecke?
Die Luftstrecke ist der kürzeste Abstand zwischen zwei Leitern durch die Luft; die Kriechstrecke ist der kürzeste Abstand zwischen ihnen entlang der Oberfläche der Platine.
Reichen 0.15 mm Abstand für Netzspannung?
Nein. 0.15 mm ist nur das Fertigungsminimum. Bei Netzspannung muss der Abstand aus der Produktnorm kommen und ist um ein Vielfaches größer.
Wie vergrößere ich die Kriechstrecke ohne größere Platine?
Fräsen Sie zwischen den beiden Kupferflächen einen Schlitz in die Platine, damit der Weg entlang der Oberfläche länger wird, oder wählen Sie ein Laminat mit besserem CTI, wo die Norm es erlaubt.
Zählt der Lötstopplack als Isolierung?
Verlassen Sie sich nicht allein darauf. Ob er angerechnet werden darf, hängt von der Norm Ihres Produkts ab; prüfen Sie das, bevor Sie einen Abstand verkürzen.
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