Distanza in aria e linea di fuga nei PCB: distanze per tensioni più alte
Per la tensione di rete o altre tensioni più alte, la distanza tra le aree di rame è una questione di sicurezza, non solo un limite di produzione.
Distanza in aria e linea di fuga
La distanza in aria (clearance) è la distanza più breve tra due conduttori attraverso l’aria. La linea di fuga (creepage) è la distanza più breve tra loro lungo la superficie del materiale isolante. La linea di fuga è sempre uguale o maggiore della distanza in aria, perché un percorso lungo la superficie non può essere più breve della linea retta. Una scheda deve soddisfare entrambe.
Cosa determina la distanza
- La tensione tra i due conduttori: una tensione più alta richiede più distanza.
- Grado di inquinamento: polvere, umidità o condensa nel dispositivo riducono l’isolamento lungo la superficie, quindi un ambiente sporco richiede più linea di fuga.
- Gruppo di materiale (CTI): i laminati differiscono per resistenza alla formazione di tracce superficiali; un materiale migliore consente una linea di fuga più breve.
- Tipo di isolamento: l’isolamento base, supplementare o rinforzato ha ciascuno i propri valori richiesti.
- Altitudine e categoria di sovratensione dell’apparecchiatura, per la distanza in aria.
I numeri provengono dalla norma del Suo prodotto, ad esempio IEC 60664-1 o la norma di prodotto come IEC 62368-1, e dalla tabella delle distanze della IPC-2221. Prenda i valori da lì; questa guida non sostituisce la norma, e l’ultima parola spetta a un laboratorio di certificazione.
Il minimo di produzione non è un valore di sicurezza
La distanza minima del processo, 0,15 mm, dice solo ciò che si può incidere in modo affidabile (regole di progettazione). Non dice nulla sulla tensione che può sopportare. Per una tensione più alta, ricavi la distanza dalla norma e usi il minimo solo per segnali a bassa tensione.
Come guadagnare linea di fuga
- Aumenti la distanza tra le due aree di rame, comprese le parti del layout non ovvie, come le piazzole di due componenti o i due lati di un optoaccoppiatore.
- Pratichi una fresatura (slot) nella scheda tra le due aree: il percorso superficiale deve aggirarla. Disegni lo slot nello strato del contorno come qualsiasi ritaglio interno (checklist DFM) e verifichi con noi la larghezza minima dello slot.
- Usi un materiale migliore (CTI più alto) dove la norma consente per esso una distanza più breve.
- Rivesta la scheda: un opportuno rivestimento protettivo (conformal coating) può cambiare il grado di inquinamento considerato, ma solo secondo la norma.
Non conti sulla sola solder mask come isolamento, a meno che la norma non la accetti, e tenga rame e aperture della maschera lontani dal bordo della scheda.
Strati interni e spessore
La distanza tra gli strati è data dallo spessore del laminato tra di essi (guida allo stackup); per tensioni più alte la soluzione abituale è un dielettrico più spesso. Anche le via e i fori con rame devono mantenere la distanza richiesta dai conduttori di un’altra net (via e diametri dei fori).
Ordinare le schede
Indichi chiaramente gli slot nei file, scriva la classe di tensione nelle note della richiesta e carichi l’archivio nel calcolatore di prezzo.
Domande frequenti
Qual è la differenza tra distanza in aria e linea di fuga?
La distanza in aria (clearance) è la distanza più breve attraverso l’aria tra due conduttori; la linea di fuga (creepage) è la distanza più breve tra di essi lungo la superficie della scheda.
0,15 mm di distanza bastano per la tensione di rete?
No. 0,15 mm è solo il minimo di produzione. Per la tensione di rete la distanza deve derivare dalla norma di prodotto ed è molte volte maggiore.
Come posso aumentare la linea di fuga senza una scheda più grande?
Pratichi uno slot nella scheda tra le due aree di rame, in modo che il percorso lungo la superficie diventi più lungo, oppure scelga un laminato con un CTI migliore dove la norma lo consente.
La solder mask conta come isolamento?
Non faccia affidamento solo su di essa. Se possa essere considerata dipende dalla norma del Suo prodotto, quindi lo verifichi prima di accorciare una distanza.
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