IPC组件间距指南

2021年4月6日

Cadence PCB解决方案

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IPC组件间距准则确保组件和电路之间的距离足够远，以最大限度地减少物理重叠和电气干扰。
钻孔的间距很重要，因为它们的功能可能受到组件间距以及PCB本身使用的材料的影响。
IPC元件间距准则影响电路设计，因为它们包含许多对导体的特定要求。

PCB的特写，遵循IPC间距准则。

PCB的特写，遵循正确的IPC间距准则。

IPC是一个国际电子组织，定义了制造pcb的标准。他们的标准很广泛——长达数千页——但他们创造的最佳实践确保了所有类型的pcb都是坚固可靠的。许多类型的IPC标准被划分为较小的子标准，包括IPC组件间距指南。

定义指南的主要次标准是ipc - 2221 a，最近一次更新是在2003年。尽管到本文为止，目前的组件间距指南标准已有近18年的历史，但它的长寿命证明了它的有用性。

IPC组件间距准则的目的是什么?

IPC组件间距准则的存在有两个原因:防止可能导致物理损坏的组件重叠，以及防止可能导致性能问题的电气干扰。在这两者中，物理重叠是一个更容易纠正的问题。CAD软件可以捕捉到大多数情况，许多设计师有足够的知识来识别什么时候组件不能在没有计算机帮助的情况下放置。

IPC组件间距指南是对这些潜在物理问题的第三个检查。只要设计人员遵循间距准则，就不应该有组件的物理重叠，除非在需要额外工程和开发的特殊情况下。

组件间距准则还管理负空间——组件不存在的地方。PCB上的负空间与组件存在的区域一样重要，在防止电干扰时，这个空间尤其重要。如果导电线或电路靠得太近，当电子在电路之间跳跃时，它们之间可能会形成无意的连接。这些意想不到的连接降低了通过PCB某些区域的信号强度，并可能增加流经其他区域的功率。功率降低可能导致短路或故障，而功率激增可能导致物理损坏或过载。

钻孔与IPC组件间距指南有什么关系?

钻孔是pcb中负空间的重要区域，它们的存在也会影响物理组件的朝向和布局。当pcb被半导体涂层覆盖时，钻孔的内表面通常涂有电路板的其余部分。设计人员必须意识到，钻孔内部的涂层可能会对PCB的功能或与其他组件的配合产生重大影响。

IPC组件间距指南考虑到这一点，并建议钻孔宽度与板厚度的比例。较小的比例使钻孔更容易清洁，简化生产，使其内部涂层均匀。不管它们的比例如何，钻孔也应该有严格的公差定义，以确保一致的尺寸和适当的配合。

IPC组件间距指南还规定，外部PCB层的钻孔应该比内部PCB层的钻孔略大。这是必要的，因为成品钻孔需要平滑和处理，以防止在后面的制造步骤中出现问题。外部和内部孔尺寸必须在指定的IPC公差范围内，这是一毫米的精确分数。钻孔还必须与导电痕迹或其他物理组件有特定的距离，这个距离在PCB的外部和内部层中有所不同。

与许多其他类型的组件不同，钻孔必须考虑PCB层之间的差异。PCB中的层数也会影响钻孔的制造和坚固性。如果木板太薄，孔可能是一个薄弱环节，有破损的风险;如果板太厚，可能很难在要求的公差范围内创建一个干净的钻孔。

在集成电路中遵循IPC组件间距准则的PCB。

在集成电路中遵循IPC组件间距准则的PCB。

IPC元件间距准则如何影响电路设计?

IPC组件间距指南帮助设计人员创建电路，最大限度地减少干扰，同时仍然尽可能地利用空间。标准中没有定义电路的最小或最大尺寸，因此该指南适用于任何尺寸的pcb。相反，指南建议设计人员根据它们应该携带的电流大小来决定电路和迹线的适当尺寸它们的热耐受性．

与钻孔一样，PCB的外部和内部层的规格是不同的。仅位于PCB外部层的电路可能比与内层相交的电路更大。设计人员可以通过使用标准中定义的常数来计算电路之间的距离，而不考虑PCB的大小。

PCB板的许多尺寸都是标准化的，从几毫米长到三分之一米长。在所有pcb中，导体引线应尽可能短。理论上，引线可以以任何角度和任何方向放置在PCB上，但不寻常的角度会使这些引线更难进行计算建模。IPC建议导线彼此平行放置，彼此垂直放置，或彼此呈45度角放置。对于单个PCB来说，引线在不同的方向上运行是很常见的，但引线不应该重叠。引线重叠将违反组件间距准则，并可能导致大量干扰。

遵循IPC间距准则的复杂PCB。