Czy istnieje standardowa lub „bezpieczna” odległość między elementami PCB?

Projektuję (nadal) moją pierwszą płytkę drukowaną i, zgodnie z cenami podanymi na stronach internetowych, im mniejsza płyta, tym jest tańsza. Oznacza to, że opłaty batchpcb za cal kwadratowy. goldphoenix wydrukuje „tyle, ile zdoła” na tablicy o powierzchni 100 cali kwadratowych. Mniejszy jest tańszy. Rozumiem.

Czy powinienem więc starać się wcisnąć jak najwięcej na małej przestrzeni? Oczywiście można to zrobić za burtę, ale z całą rozsądkiem chodzi o to. Czy istnieje standardowy przewodnik dotyczący minimalnych odległości między komponentami? I czy oparte na standardach „to ułatwia lutowanie” lub więcej problemów technicznych (pojemności, indukcyjności, iskry na elementach), które są zbyt blisko siebie?

Na przykład jeden komentarz na tej tablicy od Sparkfun mówi:

„Nie wyglądają, jakby były rozmieszczone w standardowych odstępach między gniazdami bananów. Czy to już nie ważne?”

„jego niski prąd (5 amperów), który nie powinien wystarczyć do iskrzenia na zaciskach przy tych napięciach”

„Myślę, że chodzi o to, że większość podwójnych wtyczek bananowych ma odstęp 0,75”. Odległość gniazda bananowego na tej płycie wydaje się wynosić około 0,5 "."

Wszystko wskazuje na to, że tablica ma kiepski wygląd. Ale biedny w oparciu o co ?

Poza ograniczeniami wynikającymi z napięć lub minimalnych szerokości śladu / przestrzeni (wszystkie ważne), na większą skalę rozmiar mechaniczny powinien być wygodny i zgodny ze standardami lub konwencją, jeśli dotyczy.

Na przykład, jeśli chodzi o wtyczki bananowe, 0,75 "jest dość standardem dla niektórych adapterów , więc chociaż 0,5" nie jest z natury złe, być może denerwujące jest radzenie sobie z tym.

Otwory montażowe powinny być łatwo dostępne i pasować do popularnych rozmiarów śrub (# 4, # 6 itp.).

Podobnie, mocno uważam, że dość popularna prototypowa płytka jest źle zaprojektowana, ponieważ ma niecałkowitą wielokrotność 0,00 "odstępu między dwoma jej nagłówkami.

Istnieją standardy IPC dotyczące śladów komponentów. Pamiętam, że istnieją odmiany, mniej więcej normalne, większe i mniejsze. Standardy te oparte są na „łatwym lutowaniu z montażem maszyny”.

W przypadku niskoprofilowych urządzeń SMD tak naprawdę nie ma limitu. Umieściłem rezystory 0402 w odległości co najmniej 0,1 mm (odstępy między padem). Wyższe elementy, takie jak złącza, wymagają dodatkowej uwagi. Prawdopodobnie nie możesz umieścić 0402 w odległości 0,1 mm od złącza RJ45 o wysokości 15 mm, maszyna Pick-and-Place może nie być w stanie osiągnąć pozycji. Pamiętaj, że orientacja komponentu może mieć znaczenie! Porozmawiaj ze sklepem montażowym, jeśli chcesz wiedzieć, co jest możliwe.
Warto również zwrócić uwagę na odstęp, który musisz zachować do krawędzi deski, ponownie w przypadku wyższych części. Jeśli twój panel jest wycięty w kształcie litery V, potrzebujesz trochę miejsca, aby złożyć panel, aby go rozbić po wypełnieniu, najlepiej zarówno w górę, jak iw dół. RJ45 oczywiście idą na krawędzi płytki drukowanej, ale nie umieszczaj dwóch z nich naprzeciw siebie, jeśli to możliwe.

Zdecydowana większość przewodów na typowej płytce jest podłączona tylko do zasilania o bardzo niskim napięciu i sygnałów cyfrowych - sąsiednie ślady nie większe niż 30 V.

Dla tych komponentów mam tylko 2 reguły dotyczące odstępu między komponentami:

• przestrzeń równa wysokości: staram się umieszczać komponenty wystarczająco daleko od siebie, aby móc sprawdzić, gdzie styki dotykają płyty pod kątem 45 stopni. To znaczy, jeśli mam komponent o wysokości 0,5 cala, najbliższy komponent znajduje się w odległości co najmniej 0,5 cala, więc mogę zerknąć na górną część komponentu i sprawdzić jego bok. (Pomaga to również palcom zrobotyzowanego sprzętu montażowego zainstalować niewielki element SMT, nawet jeśli robot był wystarczająco głupi, aby najpierw zainstalować wokół niego wysokie elementy).

• pozostaw miejsce na ślady na płytkach drukowanych: przy małych komponentach SMT bardzo łatwo jest spakować części tak blisko siebie, że po prostu nie da się ich wszystkich połączyć za pomocą śladów na płytkach drukowanych, nawet przy 0,006 cala (0,15 mm) minimalnej szerokości ścieżek / przestrzeni. Kiedy tak się dzieje, jesteś zmuszony rozsuwać komponenty dalej, aby pozostawić więcej miejsca na ślady między nimi.

Przyciągam pin 1 każdej części z dziurką do siatki 0,1 cala - tj. Pin 1 jest pewną wielokrotnością całkowitą 0,1 cala od punktu odniesienia 0,0 na tej płycie. Dzięki temu znacznie łatwiej jest wykonać prototyp - a później przyrząd testowy - z 0,1-calowej płytki prototypowej.

Przyciągam „punkt odniesienia” (zwykle środek ciężkości) każdego elementu montowanego na powierzchni do jakiejś siatki - być może zaczynając od stosunkowo grubej siatki 0,05 cala (dokładnie 1,27 mm), ale często zmieniając na drobniejszą siatkę. „Samouczek projektowania PCB” Davida L. Jonesa i „Układ przepływu projektowania PWB” w Massmind mają kilka wskazówek.

Czasami łatwiej jest zostawić dwa razy więcej miejsca między komponentami, niż początkowo szacuje się, że będziesz potrzebować przewodów, tylko po to, aby uzyskać coś, co można poprowadzić, a następnie spakować wszystko razem - zamiast konieczności delikatnego przesuwania ćwierć żetonów na płycie kilkadziesiąt razy, próbując przepchnąć się przez kilkaset drutów, uzyskując naprawdę długie i kręte trasy, gdy „oczywista” ścieżka jest zatkana.

Przestrzeń równa połowie wyjątku wysokości: Ponieważ mogę rozejrzeć się wokół wysokich kondensatorów cylindrycznych z otworami przelotowymi, często zostawiam wokół nich tylko połowę ich wysokości (kąt 30 stopni), mając nadzieję, że robot jest wystarczająco inteligentny, aby zainstalować je na końcu .

Wyjątek dotyczący zerowej przestrzeni: niektóre złącza są zaprojektowane tak, aby rząd złączy praktycznie dotykał następnego - rząd złączy śrubowych, rząd 3-stykowych złączy hobby-serwomotorów itp. Więc kłamię do mojego DRC CAD cały rząd to jeden ogromny element.

Jeśli masz wrażliwe sygnały analogowe lub ślady wysokiego napięcia lub śladu wysokiego napięcia, potrzebujesz trochę więcej miejsca - Wikibooks: Practical Electronics ma kilka wskazówek.

W mglistych, falistych, ogólnych terminach.

Wymagania dotyczące izolacji napięcia (lub RFI / EMC) określają odstępy między śladami i komponentami. Największym winowajcą drugiej części mogą być cewki indukcyjne i transformatory na płytkach dwustronnych, dla projektantów nieprzyzwyczajonych do robienia analogowych projektów lub układów. Arkusz komponent lub moduł może mieć keep-out informacje lokalne, jak również wymiary fizyczne i ograniczeń.

Prąd (natężenie) określa szerokość ścieżki PCB, wyższy prąd oznacza szersze ścieżki. W przeciwieństwie do tego często może to być pojedyncza płytka drukowana z wbudowanym zasilaczem i niskopoziomowymi komponentami cyfrowymi. Duże lub ponadgabarytowe ślady są sporadycznie używane przez profesjonalistów jako radiator w projektach LED o wysokiej intensywności, nie sądzę, aby robili to często amatorzy. Nie wiem, czy jest to spowodowane brakiem dostępu do narzędzi do symulacji termicznej lub wiedzy, czy też innymi czynnikami.

Układ komponentów i proces produkcji płytek drukowanych są najlepszymi wytycznymi dotyczącymi ograniczeń śledzenia. Na przykład szerokość śladu i odstępy na deskach, które zamierzam wykonać we własnym trawieniu, daję sobie około dwukrotnego odstępu i szerokości, jeśli to możliwe, aby zmniejszyć ryzyko wad w moim procesie powodujących problemy z tworzonymi przeze mnie płytami.

Niektórzy producenci PCB oferują plik DRC (sprawdzanie reguł projektowych) dla obsługiwanego oprogramowania CAD, które sprawdza, czy plik płyty jest zgodny z technicznymi ograniczeniami produkcji.

Różne firmy mają wskazówki i porady dotyczące układu PCB.

Minimalna odległość między komponentami jest oczywiście określona przez to, jak blisko można je umieścić, pod warunkiem, że nie naruszasz odstępu dostawcy płyty między elektrodami i używasz typowych napięć. Musisz także zapewnić miejsce na ścieżki między częściami. Możesz używać bardzo wąskich ścieżek i odstępów między nimi, ale to podniesie cenę, usuwając wszelkie oszczędności, które zrobisz na wielkości płyty. Podobnie jak wszystko inne związane z projektowaniem, musisz znaleźć najlepszy kompromis.

Powyższe dotyczy głównie rzeczy takich jak logika. Projekty analogowe i RF są znacznie bardziej zależne od układu i wymagają szczególnej uwagi.