Có khoảng cách tiêu chuẩn hay an toàn giữa các thành phần PCB không?

Tôi (vẫn) đang thiết kế PCB đầu tiên của mình và theo giá niêm yết trên các trang web, bảng càng nhỏ thì giá càng rẻ. Đó là, phí batchpcb trên mỗi inch vuông. goldphoenix sẽ in "càng nhiều càng tốt" trên một bảng 100 inch vuông. Nhỏ hơn là rẻ hơn. Hiểu rồi.

Vậy tôi có nên cố gắng nhồi nhét hết mức có thể trong một không gian nhỏ không? Rõ ràng người ta có thể quá nhiệt tình làm điều này, nhưng trong tất cả sự hợp lý, điểm đứng. Có một hướng dẫn tiêu chuẩn cho khoảng cách tối thiểu giữa các thành phần? Và các tiêu chuẩn dựa trên "điều này làm cho nó dễ hàn" hay nhiều vấn đề kỹ thuật hơn (công suất, điện cảm, tia lửa trên các bộ phận) quá gần nhau?

Ví dụ, một nhận xét trên bảng này từ sparkfun nói:

"Chúng không giống như chúng được đặt cách nhau khoảng cách jack tiêu chuẩn. Nó không còn quan trọng nữa sao?"

"dòng điện thấp của nó (5 ampe) không đủ để phát ra khắp các cực ở các điện áp đó"

"Tôi nghĩ vấn đề là hầu hết các phích cắm chuối đôi có khoảng cách 0,75". Khoảng cách jack chuối trên bảng này dường như là khoảng 0,5 "."

Tất cả ngụ ý rằng có bảng có thiết kế kém. Nhưng nghèo dựa vào cái gì ?

Ngoài các ràng buộc do điện áp hoặc chiều rộng dấu vết / không gian tối thiểu (tất cả đều quan trọng), ở quy mô lớn hơn, kích thước cơ học phải thuận tiện và phù hợp với tiêu chuẩn hoặc quy ước nếu có.

Ví dụ, liên quan đến phích cắm chuối, 0,75 "là khá chuẩn đối với một số bộ điều hợp , vì vậy trong khi 0,5" vốn không tệ, thì có thể gây khó chịu khi xử lý.

Các lỗ lắp phải dễ dàng tiếp cận và phù hợp với các kích cỡ vít phổ biến (# 4, # 6, v.v.).

Tương tự như vậy, tôi cảm thấy mạnh mẽ rằng một bảng nguyên mẫu khá phổ biến được thiết kế kém bởi vì nó có bội số không nguyên là 0.100 "giữa hai tiêu đề của nó.

Có tiêu chuẩn IPC cho dấu chân thành phần. Tôi nhớ rằng có những biến thể, gần như bình thường, lớn hơn và nhỏ hơn. Những tiêu chuẩn này dựa trên "dễ hàn với lắp ráp máy".

Đối với các SM có cấu hình thấp, thực sự không có giới hạn. Tôi đã đặt các điện trở 0402 cách nhau gần 0,1mm (khoảng cách giữa các miếng đệm). Các thành phần cao hơn như kết nối đòi hỏi phải chú ý thêm. Bạn có thể không thể đặt 0402 ở mức 0,1mm từ đầu nối RJ45 cao 15mm, máy chọn và đặt có thể không đến được vị trí. Lưu ý rằng định hướng thành phần có thể quan trọng! Nói chuyện với các cửa hàng lắp ráp nếu bạn muốn biết những gì có thể.
Cũng đáng chú ý là giải phóng mặt bằng bạn phải giữ cho cạnh bảng, một lần nữa cho các phần cao hơn. Nếu bảng điều khiển của bạn là V-cut, bạn cần một khoảng trống để gập bảng để phá vỡ bảng sau khi được điền, tốt nhất là cả lên và xuống. Các dây tín hiệu rõ ràng nằm ở rìa của PCB, nhưng không đặt hai trong số chúng đối diện trực tiếp với nhau trên bảng điều khiển nếu có thể.

Phần lớn các dây trên một bảng thông thường chỉ được kết nối với nguồn điện áp thấp và tín hiệu số - các dấu vết lân cận cách nhau không quá 30 V.

Đối với những thành phần này, tôi chỉ có 2 quy tắc cho không gian giữa các thành phần:

• không gian bằng chiều cao: Tôi cố gắng đặt các thành phần cách nhau đủ xa để tôi có thể kiểm tra vị trí các chân chạm vào bảng ở góc 45 độ. Tức là, nếu tôi có một thành phần cao 0,5 inch, thành phần gần nhất cách xa ít nhất 0,5 inch, vì vậy tôi có thể nhìn qua đỉnh của thành phần cao và kiểm tra phía bên của thành phần khác đó. (Điều này cũng giúp các ngón tay của thiết bị lắp ráp robot cài đặt một số thành phần nhỏ bé của SMT, ngay cả khi robot đủ câm để cài đặt các thành phần cao xung quanh nó trước).

• chừa không gian cho các dấu vết PCB: với các thành phần nhỏ của SMT, thật dễ dàng để đóng gói các bộ phận lại với nhau chặt đến mức đơn giản là không thể nối tất cả chúng với dấu vết PCB, ngay cả ở chiều rộng không gian / dấu vết tối thiểu 0,006 inch (0,15 mm). Khi điều đó xảy ra, bạn buộc phải đẩy các thành phần ra xa hơn để có nhiều chỗ hơn cho dấu vết giữa chúng.

Tôi gắn pin 1 của mỗi phần mặc dù vào lưới 0,1 inch - nghĩa là, chân 1 là một số nguyên bội của 0,1 inch so với điểm tham chiếu 0,0 trên bảng này. Điều này làm cho việc chế tạo một nguyên mẫu dễ dàng hơn nhiều - và sau đó, một khuôn thử nghiệm - trong số bảng mẫu thử lưới 0,1 inch.

Tôi chụp "điểm tham chiếu" (thường là tâm) của mọi thành phần gắn trên bề mặt vào một số lưới - có lẽ bắt đầu với lưới 0,05 inch tương đối thô (chính xác là 1,27 mm), nhưng thường chuyển sang lưới mịn hơn. "Hướng dẫn thiết kế PCB" của David L. Jones và "Bố cục dòng thiết kế PWB" tại Massmind có một vài lời khuyên.

Đôi khi, việc để lại số phòng nhiều hơn giữa các thành phần sẽ dễ dàng hơn gấp đôi so với ước tính đầu tiên của bạn, bạn sẽ cần dây, vì vậy bạn sẽ có được thứ gì đó có thể định tuyến, và sau đó đóng gói mọi thứ lại với nhau một lần - thay vì cần nhích nhẹ một phần tư số chip trên bảng vài chục lần trong khi cố gắng vượt qua vài trăm dây, nhận được một số tuyến đường thực sự dài và quanh co khi con đường "rõ ràng" bị tắc.

Không gian bằng một nửa ngoại lệ chiều cao: Vì tôi có thể nhìn "xung quanh" tụ điện hình trụ xuyên qua lỗ cao, tôi thường để một khoảng trống chỉ bằng một nửa chiều cao của chúng xung quanh chúng (góc 30 độ), hy vọng rằng robot đủ thông minh để lắp đặt chúng lần cuối .

Không ngoại lệ không gian: một số đầu nối được thiết kế để tạo một hàng đầu nối mà mỗi đầu nối thực tế chạm vào tiếp theo - một hàng đầu nối đầu vít, một hàng đầu nối động cơ servo 3 chân, v.v. Vì vậy, tôi nói dối với DRC CAD của mình và yêu cầu toàn bộ hàng là một thành phần lớn.

Nếu bạn có tín hiệu tương tự nhạy cảm hoặc dấu vết điện áp cao hoặc tín hiệu điện áp cao, bạn sẽ muốn có thêm một chút không gian - Wikibooks: Thực hành Điện tử có một vài mẹo.

Trong điều khoản chung chung mơ hồ lượn sóng.

Các yêu cầu cách ly điện áp (hoặc RFI / EMC) xác định khoảng cách giữa các dấu vết và các thành phần. Thủ phạm lớn nhất của phần thứ hai có thể là cuộn cảm và máy biến áp trên bảng hai mặt, cho các nhà thiết kế không sử dụng để thực hiện thiết kế hoặc bố trí tương tự. Bảng dữ liệu thành phần hoặc mô-đun có thể có thông tin về khu vực tránh xa cũng như các kích thước và hạn chế vật lý.

Dòng điện (cường độ dòng điện) xác định chiều rộng theo dõi PCB, dòng điện cao hơn có nghĩa là dấu vết rộng hơn. Điều này thường có thể là đơn trên PCB với nguồn cung cấp năng lượng trên bo mạch và các thành phần kỹ thuật số cấp thấp làm ví dụ tương phản. Các dấu vết lớn hoặc quá khổ thường được sử dụng như một bộ tản nhiệt trong các thiết kế LED cường độ cao của các chuyên gia, tôi không tin rằng nó thường được thực hiện bởi những người nghiệp dư. Tôi không biết nếu điều này là do thiếu quyền truy cập vào các công cụ hoặc kiến ​​thức mô phỏng nhiệt hoặc một số yếu tố khác.

Bố cục thành phần và quy trình sản xuất PCB là những hướng dẫn cuối cùng cho các hạn chế dấu vết. Ví dụ, chiều rộng theo dõi và khoảng cách trên các bảng tôi dự định tự khắc, tôi tự cho mình khoảng gấp đôi khoảng cách và chiều rộng để giảm thiểu rủi ro sai sót trong quy trình của tôi thực sự gây ra vấn đề với các bảng tôi tạo ra.

Một số nhà sản xuất PCB cung cấp tệp DRC (kiểm tra quy tắc thiết kế) cho phần mềm CAD được hỗ trợ kiểm tra để đảm bảo tệp bảng tuân thủ các hạn chế sản xuất kỹ thuật của họ.

Các công ty khác nhau có lời khuyên và lời khuyên về bố trí PCB.

Khoảng cách tối thiểu giữa các thành phần rõ ràng được xác định bởi mức độ bạn có thể đặt chúng gần nhau, miễn là bạn không vi phạm giải phóng mặt bằng của nhà cung cấp bảng giữa các miếng đệm và bạn đang sử dụng điện áp thông thường. Bạn cũng cần cung cấp chỗ cho các rãnh giữa các phần. Bạn có thể sử dụng các rãnh rất hẹp và khoảng trống giữa chúng, nhưng điều đó sẽ đẩy giá lên cao, loại bỏ bất kỳ khoản tiết kiệm nào bạn thực hiện trên kích thước bảng. Giống như mọi thứ khác liên quan đến thiết kế, bạn cần đưa ra sự thỏa hiệp tốt nhất.

Những điều trên áp dụng chủ yếu cho những thứ như logic. Thiết kế analog và RF phụ thuộc nhiều vào bố cục và cần được xem xét đặc biệt.