Gibt es einen Standard- oder "sicheren" Abstand zwischen Leiterplattenkomponenten?

Ich entwerfe (noch) meine erste Leiterplatte und je kleiner die Leiterplatte ist, desto billiger ist sie. Das heißt, Batch-PCB-Gebühren pro Quadratzoll. goldphoenix druckt "so viele wie möglich" auf eine 100-Quadratzoll-Tafel. Kleiner ist billiger. Ich habs.

Soll ich versuchen, auf kleinem Raum so viel wie möglich zu stopfen? Natürlich kann man dabei über Bord gehen, aber in aller Vernünftigkeit steht der Punkt. Gibt es eine Standardrichtlinie für Mindestabstände zwischen Bauteilen? Und basieren die auf Standards basierenden Probleme (Kapazitäten, Induktivitäten, Funken zwischen Bauteilen) darauf, dass das Löten so einfach ist?

Ein Kommentar von sparkfun zu diesem Forum lautet beispielsweise:

"Diese sehen nicht so aus, als wären sie in Standardabständen von Bananenbuchsen angeordnet. Ist das nicht mehr wichtig?"

"Sein niedriger Strom (5 Ampere) sollte nicht ausreichen, um bei diesen Spannungen über die Klemmen zu funken."

"Ich denke, der Punkt ist, dass die meisten Doppelbananenstecker einen Abstand von 0,75 haben." Der Abstand der Bananenbuchsen auf dieser Platine scheint etwa 0,5 "zu betragen."

Alles deutet darauf hin, dass die Platine dort ein schlechtes Design hat. Aber arm an was ?

Abgesehen von Einschränkungen aufgrund von Spannungen oder minimalen Leiterbahn- / Abstandsbreiten (alles wichtig) sollte die mechanische Größe in größerem Maßstab praktisch sein und den Normen oder Konventionen entsprechen, falls zutreffend.

In Bezug auf Bananenstecker sind beispielsweise 0,75 Zoll für einige Adapter Standard. Obwohl 0,5 Zoll von Natur aus nicht schlecht sind, ist es möglicherweise ärgerlich, damit umzugehen.

Die Befestigungslöcher müssen leicht zugänglich sein und für die gängigen Schraubengrößen (Nr. 4, Nr. 6 usw.) geeignet sein.

Ebenso bin ich der festen Überzeugung, dass ein recht beliebtes Prototyp-Board schlecht konstruiert ist, da es ein nicht ganzzahliges Vielfaches des 0,100-Zoll-Abstands zwischen zwei seiner Header aufweist.

Es gibt IPC-Standards für Komponenten-Footprints. Ich erinnere mich, dass es Variationen gibt, ungefähr normal, größer und kleiner. Diese Standards basieren auf "einfach zu löten mit Maschinenmontage".

Für Low-Profile-SMDs gibt es keine wirklichen Grenzen. Ich habe 0402 Widerstände in einem Abstand von nur 0,1 mm (Abstand zwischen den Pads) platziert. Höhere Komponenten wie Steckverbinder erfordern besondere Aufmerksamkeit. Sie können einen 0402 wahrscheinlich nicht in einer Entfernung von 0,1 mm von einem 15 mm hohen RJ45-Stecker platzieren, da der Bestückungsautomat die Position möglicherweise nicht erreichen kann. Beachten Sie, dass die Ausrichtung der Komponenten von Bedeutung sein kann! Sprechen Sie mit der Montagewerkstatt, wenn Sie wissen möchten, was möglich ist.
Erwähnenswert ist auch der Freiraum, den Sie für die höheren Teile an der Brettkante einhalten müssen. Wenn Ihr Panel V-förmig geschnitten ist, benötigen Sie etwas Platz zum Falten des Panels, um es nach dem Bestücken zu zerbrechen, vorzugsweise nach oben und unten. RJ45s befinden sich offensichtlich am Rand einer Platine, aber legen Sie nach Möglichkeit nicht zwei davon direkt gegenüber auf das Panel.

Die überwiegende Mehrheit der Drähte auf einer typischen Platine ist nur an Kleinspannung angeschlossen und Digitalsignalen verbunden - benachbarte Leiterbahnen dürfen nicht mehr als 30 V voneinander entfernt sein.

Für diese Komponenten habe ich nur zwei Regeln für den Abstand zwischen den Komponenten:

• Abstand gleich Höhe: Ich versuche, die Komponenten so weit auseinander zu platzieren, dass ich überprüfen kann, wo die Stifte die Platine in einem Winkel von 45 Grad berühren. Dh, wenn ich ein 0,5 Zoll großes Bauteil habe, ist das nächstgelegene Bauteil mindestens 0,5 Zoll entfernt, sodass ich über die Oberseite des hohen Bauteils schauen und die Seite des anderen Bauteils untersuchen kann. (Dies hilft auch den Fingern von Robotermontagegeräten, kleine SMT-Bauteile zu installieren, selbst wenn der Roboter dumm genug war, um zuerst große Bauteile ringsum zu installieren).

• Lassen Sie Platz für Leiterplattenspuren: Bei kleinen SMT-Bauteilen ist es wirklich einfach, die Teile so eng zusammenzufügen, dass es einfach unmöglich ist, sie alle mit Leiterplattenspuren zu verdrahten, selbst bei einer minimalen Leiterbahnbreite von 0,006 Zoll (0,15 mm). In diesem Fall müssen Sie die Komponenten weiter auseinander schieben, um mehr Platz für Spuren zwischen ihnen zu schaffen.

Ich schnappe Pin 1 jedes Durchgangslochteils auf ein 0,1-Zoll-Raster - dh Pin 1 ist ein ganzzahliges Vielfaches von 0,1 Zoll vom 0,0-Referenzpunkt auf dieser Platine entfernt. Dies erleichtert die Herstellung eines Prototyps - und später einer Testvorrichtung - aus einem 0,1-Zoll-Raster-Prototyping-Board erheblich.

Ich raste den "Referenzpunkt" (normalerweise den Schwerpunkt) jeder oberflächenmontierten Komponente auf ein Raster - möglicherweise mit einem relativ groben Raster von 0,05 Zoll (genau 1,27 mm) beginnend, aber häufig auf ein feineres Raster um. "PCB Design Tutorial" von David L. Jones und "PWB Design Flow Layout" auf der Massmind haben ein paar Tipps.

Manchmal ist es einfacher, zwischen den Komponenten doppelt so viel Platz zu lassen, wie Sie nach Ihrer ersten Schätzung für die Drähte benötigen, nur damit Sie etwas bekommen, das möglich ist , und anschließend alles einmal zusammenzupacken, anstatt a leicht anzustupsen Viertel der Chips auf dem Board ein paar Dutzend Mal, während versucht wird, ein paar hundert Drähte durchzuschieben, und einige wirklich lange und kurvenreiche Routen erhalten, wenn der "offensichtliche" Pfad verstopft ist.

Platzbedarf entspricht der halben Höhe - Ausnahme: Da ich mich in großen Durchgangsbohrungs-Zylinderkondensatoren "umsehen" kann, lasse ich häufig nur einen halben Platz um sie herum (30-Grad-Winkel), in der Hoffnung, dass der Roboter intelligent genug ist, um sie zuletzt zu installieren .

Ausnahme: Einige Steckverbinder sind so konstruiert, dass sie eine Reihe von Steckverbindern bilden, von denen jeder praktisch den nächsten berührt - eine Reihe von Schraubklemmensteckverbindern, eine Reihe von 3-poligen Steckverbindern für Hobby-Servomotoren usw. Also lüge ich meinen CAD-DRC und behaupte Die ganze Reihe ist eine riesige Komponente.

Wenn Sie empfindliche analoge Signale oder Spuren von Hochspannungsenergie oder Hochspannungssignalen haben, möchten Sie etwas mehr Platz - Wikibooks: Practical Electronics hat ein paar Tipps.

In vagen handgewellten Gattungsbegriffen.

Die Isolationsanforderungen für Spannung (oder RFI / EMC) bestimmen den Abstand zwischen Leiterbahnen und Bauteilen. Der größte Schuldige des zweiten Teils sind möglicherweise Induktoren und Transformatoren auf doppelseitigen Platinen, für Designer, die es nicht gewohnt sind, analoge Designs oder Layouts zu erstellen. Das Bauteil oder Modul Datenblatt kann eine Keep-out - Bereich Informationen sowie Abmessungen und physikalische Beschränkungen.

Strom (Stromstärke) bestimmt die Leiterbahnbreite, höherer Strom bedeutet breitere Leiterbahnen. Dies kann im Gegensatz dazu häufig bei einer Platine mit integriertem Netzteil und digitalen Low-Level-Komponenten der Fall sein. Große oder übergroße Spuren werden gelegentlich von Profis als Kühlkörper in hochintensiven LED-Designs verwendet. Ich glaube nicht, dass dies von Amateuren gemacht wird. Ich weiß nicht, ob dies auf mangelnden Zugang zu thermischen Simulationswerkzeugen oder Wissen oder auf andere Faktoren zurückzuführen ist.

Das Layout der Komponenten und der Herstellungsprozess der Leiterplatten sind die ultimativen Richtlinien für die Beschränkung der Verfolgung. Zum Beispiel die Leiterbahnbreite und der Leiterbahnabstand, die ich für meine eigene Radierung beabsichtige, verdoppeln sich nach Möglichkeit, um das Risiko von Fehlern in meinem Prozess zu verringern, die tatsächlich Probleme mit den von mir hergestellten Leiterplatten verursachen.

Einige Leiterplattenhersteller bieten DRC-Dateien (Design Rule Check) für unterstützte CAD-Software an, mit denen sichergestellt wird, dass die Leiterplattendatei ihren technischen Herstellereinschränkungen entspricht.

Verschiedene Unternehmen haben Tipps und Ratschläge zum PCB-Layout.

Der Mindestabstand zwischen den Komponenten hängt natürlich davon ab, wie nahe Sie sie platzieren können, vorausgesetzt, Sie verletzen nicht den Abstand Ihres Board-Lieferanten zwischen den Pads und verwenden typische Spannungen. Sie müssen auch Platz für die Spuren zwischen den Teilen bereitstellen. Sie können sehr enge Gleise und Abstände zwischen ihnen verwenden, aber das erhöht den Preis und beseitigt alle Einsparungen, die Sie bei der Boardgröße erzielen. Wie alles, was mit Design zu tun hat, müssen Sie den besten Kompromiss finden.

Das Obige gilt hauptsächlich für Dinge wie Logik. Analog- und HF-Designs sind viel stärker vom Layout abhängig und bedürfen besonderer Überlegungen.