華秋干貨分享|PCB電氣安全間距設計規(guī)則

PCB工程師在設計電子產品的過程中，不能只考慮設計出來的精度以及完美要求，還有很大一個制約條件就是生產工藝的能力問題，因此DFM可制造性分析非常重要。避免設計出來的產品無法生產浪費時間及成本的問題發(fā)生。

那么走線層的可制造性都有那些問題呢？走線層的線距、焊盤、銅皮的距離關乎電氣的安全間距，一般而言會考慮到線到線的距離、焊盤到焊盤的距離、焊盤與線之間的距離、線和焊盤離板邊的距離，還有銅皮與其他物體的距離等……

PCB電氣間距設計規(guī)則

PCB的設計規(guī)則有很多，以下為大家介紹有關電氣安全間距的舉例。電氣規(guī)則設置是設計電路板在布線時必須遵守的規(guī)則，包括安全距離、開路、短路方面的設置。這幾個參數(shù)的設置會影響所設計PCB的生產成本、設計難度及設計的準確性，應嚴謹對待。

1、安全間距規(guī)則

PCB設計有相同網絡間距、不同網絡的安全間距、其他、線寬都需要進行設置，線寬和間距默認都是6mil，間距默認6mil即可，線寬最小值設置為6mil，建議值（默認布線的寬度）設置為10mil，最大值設置為200mil。具體設置根據(jù)板子布線的難易度設置。

設置的線寬、間距還需要和PCB生產廠家事先協(xié)商好，因為有些廠家因為制程能力的問題不一定能做到設置的線寬和間距，而且線寬和間距越小，成本越高。

2、線距3W規(guī)則

所有設計在時鐘走線、差分線、視頻、音頻、復位線以及其他系統(tǒng)關鍵線路等。多個高速信號線長距離走線時，為了減少線與線之間的串擾，應保證線間距足夠大，當線中心間距不少于3倍線寬時，則可保持大部分電場不互相干擾，這就是3W規(guī)則。3W規(guī)則可保持70%的電場不互相干擾，使用10W的間距時，可以達到98%的電場不互相干擾。

3、電源層20H規(guī)則

20H規(guī)則是指電源層相對地層內縮20H的距離，當然也是為抑制邊緣輻射效應。由于電源層與地層之間的電場是變化的，在板的邊緣會向外輻射電磁干擾，稱為邊沿效應。解決的辦法是將電源層內縮，使得電場只在接地層的范圍內傳導。以一個H(電源和地之間的介質厚度)為單位，若內縮20H則可以將70%的電場限制在接地層邊沿內，內縮100H則可以將98%的電場限制在內。

4、阻抗線間距的影響

由兩根差動信號線組成的控制阻抗的一種復雜結構，驅動端輸入的信號為極性相反的兩個信號波形，分別由兩根差動線傳送，在接收端這兩個差動信號相減，這種方式主要用于高速數(shù)模電路中以獲得更好的信號完整性及抗噪聲干擾。阻抗與差分線間距成正比，差分線間距越大，阻抗就越大。

5、電氣的爬電距離

在高壓開關電源PCB設計中比較重要的是電氣間隙和爬電距離，如果電氣間隙和爬電間距過小的話，需要注意漏電的情況。爬電間距以及電氣間隙在PCB設計時，電氣間隙可用布局來調整器件焊盤到焊盤的間距，當PCB空間緊張時爬電間距可以通過挖槽增加爬電間距。

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PCB制造間距的DFM設計

制造的電氣安全間距主要取決于制版廠的水平，一般就是0.15mm，實際上可以更近，如果不是跟信號相關的電路，只要不短路，電流夠用就行，大電流需要更粗的走線和間距，一般的設計原則是運用條件允許的情況下采用最粗的走線和間距。

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導線之間間距

導線與導線之間間距需要考慮PCB生產廠家的制成能力，建議走線與走線之間的間距不低于4mil。不過部分工廠3/3mil的線寬線距也能生產，從生產角度出發(fā)的話，當然是在有條件的情況下越大越好了。一般正常的6mil比較常規(guī)了。

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焊盤與線的間距

焊盤距線的距離一般不低于4mil,在有空間的情況下焊盤到線間距越大越好。因為焊盤阻焊需要開窗，開窗大于焊盤2mil以上，如間距不足不只是線路層短路的問題，還會導致線路露銅。

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焊盤與焊盤之間的間距

焊盤與焊盤的間距需要大于6mil，焊盤間距不足很難做出阻焊橋，不同網絡的IC焊盤無阻焊橋焊接時可能會連錫短路。同網絡焊盤與焊盤的間距小，焊接上錫全連接以后返修元器件不方便拆卸。

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銅皮與銅皮、線、PAD間距

帶電銅皮與線、PAD間距要比其他線路層的物體間距大一些，銅皮與線、PAD間距大于8mil 方便生產制造。因為銅皮的大小不一定要做到多少值，大一點小一點關系不大，為了提升產品的生產良率，線、PAD距銅皮的間距盡量大一些。

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線、PAD、銅皮與板邊的間距

走線、焊盤、銅皮距外形線的距離一般需要大于10mil，小于8mil在生產制造成型后會導致板邊露銅，如果板邊是V-CUT那么間距預留需大于16mil以上。線和PAD不只是露銅那么簡單，線太靠近板邊可能會做小，導致載流問題，PAD做小影響焊接，導致焊接不良。

華秋DFM是專為電子行業(yè)打造的一款可制造性分析軟件，為電子行業(yè)降本增效。低成本、高產出是所有公司永恒的追求目標。通過實施DFM規(guī)范，可有效地利用公司資源，低成本、高質量、高效率地制造出產品。如果產品的設計不符合公司生產特點，可制造性差，即就要花費更多的人力、物力、財力才能達到目的。同時還要付出延緩交貨，甚者失去市場的沉重代價。