Réponse directe
Les règles de fuite et de dégagement des PCB protègent les utilisateurs et les équipements lorsque des tensions dangereuses sont présentes. Contrôles de dégagement pour les arcs dans l'air. La ligne de fuite contrôle le suivi le long d’une surface isolante. Les valeurs correctes proviennent de la norme de sécurité des produits applicable et non d'un tableau de capacités générique du fabricant de PCB.
Utilisez la disposition DRC pour imposer l'espacement préliminaire, mais traitez le DRC comme un garde-corps. Le calculateur de ligne de fuite et de dégagement des PCB peut vérifier la marge de mise en page précoce, mais l'approbation finale nécessite la vérification de la tension de fonctionnement, de la tension transitoire, de la catégorie d'isolation, du degré de pollution, du groupe de matériaux, de l'altitude, des hypothèses de revêtement et de la conception du boîtier. Pour le contexte de fabrication, associez cette page à Problèmes courants de DFM et comment les éviter dans la conception de PCB.
Principes d'ingénierie
Le premier principe est le chemin de l'échec. L'air peut se décomposer lorsque l'intensité du champ électrique est suffisamment élevée, c'est pourquoi le dégagement est mesuré comme le chemin direct le plus court dans l'air. Les surfaces contaminées peuvent conduire avec le temps, c'est pourquoi les lignes de fuite sont mesurées le long de la surface du panneau ou de l'isolant. La poussière, l'humidité, les résidus de flux, les particules conductrices et la contamination ionique rendent les lignes de fuite plus importantes.
Le deuxième principe est la portée de la certification. Un espacement qui fonctionne dans un laboratoire propre peut échouer à un examen de sécurité si le produit est utilisé dans un environnement pollué ou en altitude. Un espacement valable pour une isolation fonctionnelle peut être invalide pour une isolation renforcée. Ne copiez pas l'espacement d'une autre carte à moins que la tension, l'environnement, la norme et le rôle d'isolation soient les mêmes.
Formule de conception
Utilisez ces définitions lors de la révision de la mise en page :
espace libre = distance la plus courte dans l'air entre deux pièces conductrices
ligne de fuite = distance la plus courte le long de la surface isolante entre deux parties conductrices
Un exemple concret utile est une limite primaire-secondaire dans une alimentation isolée. Si le placement initial du PCB ne peut pas respecter la ligne de fuite requise le long de la surface de la carte, une fente fraisée peut allonger le chemin de surface. Mais l'emplacement doit conserver un espace suffisant entre le cuivre et le bord, ne doit pas piéger la contamination et doit survivre aux tolérances de routage. La fente fait partie de la conception de l’isolation et non une découpe décorative.
Tableau de comparaison
| Item | Clearance | Ligne de fuite |
|---|---|---|
| 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 |
Détails du DFM et de l'assemblage
L'espacement haute tension est facile à endommager tard dans la mise en page. La sérigraphie, les tampons de test, le matériel de montage, les corps de connecteurs, les dissipateurs thermiques et les revêtements de protection peuvent tous réduire le chemin d'isolation pratique. Si un assembleur laisse des résidus de flux à proximité d’une limite haute tension, une ligne de fuite mathématiquement correcte peut encore être sous-performante. C’est pourquoi le processus de nettoyage et le plan d’inspection font partie de la même conversation que l’espacement des aménagements.
Les emplacements nécessitent une attention particulière. Une fente étroite peut être difficile à acheminer proprement. Un emplacement trop proche du cuivre crée un risque de fabrication. Une fente sous un composant haut peut recueillir des résidus. Si la conception utilise des fentes d'isolation, indiquez-les dans les notes de fabrication et incluez-les sans ambiguïté dans le contour de la carte ou dans la couche mécanique.
Liste de contrôle de publication
Avant la sortie de Gerber, marquez les réseaux haute tension et les limites d'isolation. Confirmez la norme de sécurité en vigueur avec l’équipe produit. Définissez si chaque limite est une isolation fonctionnelle, de base, supplémentaire ou renforcée. Vérifiez la ligne de fuite et le jeu dans l'outil PCB et à nouveau dans un contexte mécanique 3D avec les connecteurs et les pièces du boîtier installés.
Si la carte dispose également d'une impédance contrôlée ou d'un routage dense, isolez ces décisions dès le début. La commodité de la vitesse élevée ne peut pas remplacer l’espacement de sécurité. Voir Règles de conception de PCB à impédance contrôlée et Capacités de fabrication de PCB pour l'aspect fabrication de ces compromis.
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