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在电路板设计中应用 IPC-2221 标准

作者:小编    发布时间:2024-05-25 23:53:10    浏览量:

  

在电路板设计中应用 IPC-2221 标准

  成为建立电路板设计原则和建议的基础。让我们详细了解这个特定标准及其施加的设计要求。

  IPC标准是为电子制造行业制定的,由名为IPC的行业协会发布。IPC成立时是印刷电路研究所的缩写,后来改为电子电路互连与封装研究所。虽然在1999年之后,它被宣布为IPC,没有任何具体的扩展。

  IPC标准为电子行业的设计、组装、封装、互连、材料、性能和检验规范奠定了基础。全世界都遵循这些标准。

  IPC-2221建立了印刷电路板设计、组件安装和互连的通用标准。本标准属于IPC-2220下的文件系列。根据IPC,文档集由一个以零结尾的四位数字标识。下面给出了2220系列的层次结构。

  从上面的层级我们可以了解到,对于每一种类型的板子,都有具体的标准。例如,要设计刚性PCB,IPC-2221中提到的标准应与IPC-2222中列出的标准一起参考。同样,这也适用于柔性、多芯片模块(MCM-L)和高密度互连(HDI)。因此,将IPC-2221建立的所有通用标准与特定于电路板类型的标准的详细要求结合使用是很重要的。

  PCB设计人员应主要关注平衡所需的电气、机械和热性能。除此之外,还应监控电路板的可靠性、制造难度和成本。IPC-2221侧重于所有这些方面。

  IPC-2221标准涵盖了大量与电路板设计相关的主题。在本文中,我们将重点介绍一些重要的问题,例如电气间隙、爬电距离、绝缘要求和高压设计要求。

  在空气中测量的两个导体或节点之间的距离称为间隙距离。IPC-2221指的是与电路板不同方面相关的许多不同间隙。让我们来看看这个标准中提到的几个重要的。

  IPC-2221,导体之间的空间应始终尽可能最大化和优化。导体间距将以这样一种方式分配,即有足够的空间用于其他物理特征的蚀刻补偿。这种蚀刻补偿应该是蚀刻铜厚度的两倍。除了蚀刻补偿外,还应考虑导体缺陷以及PTH与相邻平面层之间的铜芯吸。

  mils²为单位的走线横截面积。对于内部层,k = 0.024导体厚度=

  绝缘是PCB中的一项基本要求,用于防止因意外接触、导电引起的过热以及腐蚀或其他环境损害而导致导体之间短路。许多材料可用于使电路板绝缘。然而,材料的选择取决于电路板的应用。

  PCB上施加电压以产生电流。测量该电流以计算整个产品绝缘的可量化电阻值。

  HiPot测试:此测试用于检查提供的绝缘是否足以保护电路板。对于该测试,将高压施加到PCB

  HiPot测试仪进行测量。如果高压没有击穿绝缘层,那么绝缘层就足以保护电路板了。此测试也称为介电耐受电压(DWV)测试,通常在进行介电击穿测试后进行。

  绝缘电阻测试样片水分和绝缘电阻试样:这些测试试样有助于评估电路板的绝缘电阻和体电阻。一旦电路板暴露在不同的湿度和温度环境中并施加特定电压,就会执行此评估。E-coupon:

  IPC-2221中提到的间隙对于普通PCB来说是正确的,但是当涉及到高压电路板时,应该重新检查这些值。当在导体上施加高电压时,与正常工作电压下相比,发生闪络的可能性更大。因此,在高压设计的情况下,应考虑不同的标准。有一些高压设计工具可用于评估特定电压的间隙值。

  用于绝缘的材料在承受两个导电特征之间的高电位方面发挥着重要作用。保证高压电路良好绝缘的最佳方法是选择具有可承受高压的比较电痕指数(CTI)等级的材料。CTI是通过将材料置于更高电压下并监测其击穿电压来衡量材料电绝缘性的指标。

  随着电压的增加,很明显PCB上的走线和导电特征之间的间隙和爬电距离应该增加。但是我们在这里处理电路板,因此这些距离可以增加到一个限制。在这种情况下,IPC-2221定义的最小爬电距离和电气间隙不足以防止闪络。因此,应采用不同的方法来增加电气间隙和爬电距离。

  PCB时制定了许多标准。该文件在过去几年中进行了多次修订。这些修订后的文件以及所设计的电路板类型的特定标准将有助于准确确定所有设计方面。

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