Was ist der Unterschied zwischen Kriech- und Luftstrecke?

Der Abstand ist der kürzeste Luftabstand zwischen Leitern. Kriechstrecke ist die kürzeste Strecke entlang der Oberfläche der Leiterplatte oder eines anderen Isoliermaterials.

Kann Lötstopplack als Isolierung für Kriechstrecken gelten?

Gehen Sie nicht davon aus, dass gewöhnliche Lötmasken als zertifizierte Isolierung gelten. Wenn eine Beschichtung oder Maskierung Teil der Sicherheitsstrategie ist, überprüfen Sie die genauen Material- und Akzeptanzregeln in der geltenden Produktnorm.

Erhöhen gefräste Schlitze die Kriechstrecke?

Ein Schlitz kann den Oberflächenweg vergrößern, wenn er richtig platziert und sauber hergestellt wird. Es löst nicht automatisch Probleme mit Abstand, Kupfer zur Kante, Verschmutzung oder Montageabständen.

PCB-Entwurfsregeln für Kriech- und Luftstrecken

Direkte Antwort

Kriech- und Luftstreckenregeln für Leiterplatten schützen Benutzer und Geräte, wenn gefährliche Spannungen vorhanden sind. Der Abstand kontrolliert die Lichtbogenbildung durch die Luft. Die Kriechstrecke steuert die Spurführung entlang einer isolierenden Oberfläche. Die korrekten Werte stammen aus der geltenden Produktsicherheitsnorm und nicht aus einer generischen Fähigkeitstabelle des Leiterplattenherstellers.

Verwenden Sie Layout-DRC, um vorläufige Abstände durchzusetzen, behandeln Sie DRC jedoch als Leitplanke. Der PCB Creepage and Clearance Calculator kann frühe Layout-Spielräume überprüfen, aber die endgültige Genehmigung erfordert die Überprüfung der Arbeitsspannung, der transienten Spannung, der Isolationskategorie, des Verschmutzungsgrads, der Materialgruppe, der Höhe, der Beschichtungsannahmen und des Gehäusedesigns. Für den Fertigungskontext verknüpfen Sie diese Seite mit Häufige DFM-Probleme und wie man sie beim PCB-Design vermeidet.

Technische Prinzipien

Das erste Prinzip ist der Fehlerpfad. Luft kann zerfallen, wenn die elektrische Feldstärke hoch genug ist, daher wird der Abstand als der kürzeste direkte Weg durch die Luft gemessen. Kontaminierte Oberflächen können im Laufe der Zeit leitend sein, daher wird die Kriechstrecke entlang der Platten- oder Isolieroberfläche gemessen. Staub, Feuchtigkeit, Flussmittelrückstände, leitfähige Partikel und ionische Verunreinigungen machen Kriechströme immer wichtiger.

Das zweite Prinzip ist der Zertifizierungsumfang. Ein Abstand, der in einem sauberen Labor funktioniert, kann eine Sicherheitsüberprüfung nicht bestehen, wenn das Produkt in einer verschmutzten Umgebung oder in großer Höhe verwendet wird. Ein für Funktionsdämmung gültiger Abstand kann für verstärkte Dämmung ungültig sein. Kopieren Sie keine Abstände von einer anderen Platine, es sei denn, Spannung, Umgebung, Standard und Isolationsfunktion sind gleich.

Designformel

Verwenden Sie diese Definitionen während der Layoutüberprüfung:

„Abstand = kürzester Abstand durch Luft zwischen zwei leitenden Teilen“.

„Kriechweg = kürzeste Strecke entlang der Isolierfläche zwischen zwei leitenden Teilen“.

Ein nützliches Beispiel ist eine Primär-zu-Sekundär-Grenze in einer isolierten Stromversorgung. Wenn bei der anfänglichen Leiterplattenplatzierung die erforderliche Kriechstrecke entlang der Leiterplattenoberfläche nicht erreicht werden kann, kann ein gefräster Schlitz den Oberflächenweg verlängern. Der Schlitz muss jedoch genügend Abstand zwischen Kupfer und Kante haben, darf keine Verunreinigungen einfangen und muss die Routing-Toleranz überstehen. Der Schlitz ist Teil des Isolationsdesigns und kein dekorativer Ausschnitt.

Vergleichstabelle

Item	Clearance	Kriechweg
Path measured	Through air	Along an insulating surface
Main failure mode	Arc or flashover	Tracking and surface leakage
Strongly affected by	Voltage transient, altitude, air gap	Pollution, material group, moisture, residues
PCB design lever	Component spacing, barriers, keepouts	Surface distance, slots, coating, routing path
DFM risk	Copper too close to board edge or slot	Contaminated slots, mask assumptions, flux residue

DFM- und Assembly-Details

Hochspannungsabstände können später im Layout leicht beschädigt werden. Siebdruck, Testpads, Montageteile, Steckergehäuse, Kühlkörper und Schutzbeschichtungen können den praktischen Isolationsweg verkürzen. Wenn ein Monteur Flussmittelrückstände in der Nähe einer Hochspannungsgrenze hinterlässt, ist die mathematisch korrekte Kriechstrecke möglicherweise immer noch unzureichend. Aus diesem Grund gehören Reinigungsprozess und Inspektionsplan in dasselbe Gespräch wie die Layoutabstände.

Slots erfordern besondere Aufmerksamkeit. Es kann schwierig sein, einen schmalen Schlitz sauber zu verlegen. Ein Schlitz zu nah am Kupfer birgt ein Herstellungsrisiko. In einem Schlitz unter einem hohen Bauteil können sich Rückstände ansammeln. Wenn das Design Isolationssteckplätze verwendet, geben Sie diese in den Herstellungshinweisen an und fügen Sie sie eindeutig in den Platinenumriss oder die mechanische Schicht ein.

Release-Checkliste

Markieren Sie vor der Gerber-Freigabe Hochspannungsnetze und Isolationsgrenzen. Bestätigen Sie die geltenden Sicherheitsstandards mit dem Produktteam. Definieren Sie, ob es sich bei jeder Grenze um eine funktionelle, einfache, ergänzende oder verstärkte Isolierung handelt. Überprüfen Sie die Luft- und Kriechstrecken im PCB-Tool und erneut in einem mechanischen 3D-Kontext mit installierten Steckverbindern und Gehäuseteilen.

Wenn die Platine außerdem über eine kontrollierte Impedanz oder ein dichtes Routing verfügt, isolieren Sie diese Entscheidungen frühzeitig. Der Komfort bei hoher Geschwindigkeit kann den Sicherheitsabstand nicht außer Kraft setzen. Siehe Controlled Impedance PCB Design Rules und PCB Manufacturing Capabilities für die Herstellungsseite dieser Kompromisse.

PCB-Entwurfsregeln für Kriech- und Luftstrecken für Hochspannungslayouts

Wichtige Erkenntnisse