Wie weit sollten Leiterbahnen über die Herstellerempfehlungen hinaus von SMD-Pads entfernt sein?

Es gibt wirklich drei Ebenen von Bedenken: Herstellung (die unbestückten Leiterplatten), Montage (Löten von Komponenten auf die Platine) und Elektrik (alles funktioniert tatsächlich wie vorgesehen!).

1. Herstellung

   Solange Sie sich innerhalb der Beschränkungen des Boardhouses bewegen, garantieren sie, dass das Board so hergestellt werden kann, wie Sie es entworfen haben. Es gibt tatsächlich einige weitere Einschränkungen, als OSHPark auf seiner Website erwähnt, aber die aufgeführten sind ausreichend, es sei denn, Sie tun etwas mit strengeren Anforderungen.

   Hier ist zum Beispiel das Capabilities-Dokument von Advanced Circuits. Beachten Sie, dass es für alles (!) Spezifikationen gibt, aber Sie werden sich nicht um die meisten kümmern :)

   Persönlich versuche ich, die Grenzen des Boardhouse nicht zu überschreiten, es sei denn, ich muss. OSHPark gibt Ihnen 6-mil-Spur / Platz auf einem 2-Lagen-Board, aber ich würde 10-mil oder mehr verwenden, es sei denn, Ihnen geht der Platz aus.

2. Montage

   Wenn Sie Standardgehäuse und Footprints verwenden, müssen Sie sich in der Regel keine Gedanken über die Lötbarkeit machen. Die Footprints haben eine Lötmaske, die hilft, das Lot zu kontrollieren und Lötbrücken zu minimieren.

   Wenn Sie sich einmal damit befassen, haben oberflächenmontierte Footprints ein Konzept namens "Dichte", das von IPC-7351 als "am meisten", "nominal" und "am wenigsten" definiert wird. Diese Begriffe beziehen sich darauf, wie viel Kupfer für ein bestimmtes Pad freigelegt wird. Wenn Sie ein wirklich enges Design benötigen, schrumpfen die Pads und Sie können die Teile enger stopfen. Wenn Sie keine Platzbeschränkungen haben, können die Pads größer sein. Dies erleichtert das Löten von Hand und erleichtert die Nacharbeit. Es ist schwer, einen "geringsten" Fußabdruck von Hand zu löten!

   Wenn Ihr Werkzeug Ihnen die Möglichkeiten bietet, ist "most" wirklich gut zum Handlöten. Viele Tools geben Ihnen keine Optionen, sondern standardmäßig etwas nahe am "Nominalwert". Das sollte in Ordnung sein.

   Es gibt ein kostenloses Programm, PCB Library Expert, das für Sie Footprints erstellt, die IPC-7351 entsprechen. Es ermöglicht Ihnen die Auswahl verschiedener Dichtestufen und funktioniert mit vielen PCB-Softwarepaketen. Die Webseite ist hier . Die kostenlose Version enthält Werbung.

3. Elektrische Integrität

   Dies ist ein riesiges Thema, das nicht in einer einzigen Frage (oder einem einzigen Lehrbuch) behandelt werden kann. Ich mache seit Jahren Boards und lerne immer wieder neue Sachen. Ich nenne nur ein paar Dinge, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern:

   Die allererste Ebene der Besorgnis ist einfach die Strombelastbarkeit. Dickere Leiterbahnen führen mehr Strom :) Wenn Sie " Leiterbahnbreitenrechner " googeln, finden Sie zahlreiche kostenlose Ressourcen. Es gibt andere Gründe, dickere Leiterbahnen zu verwenden, z. B. die Minimierung der Leiterbahninduktivität, aber sie spielen in vielen Schaltungen keine Rolle.

   Außerdem muss der Abstand zwischen den Leiterbahnen größer werden, wenn die Spannungen steigen. Google " Leiterplatten-Kriech- und Luftstrecke ".

   Eine andere zu berücksichtigende Sache ist das Übersprechen. Elektrische Felder, die in einer Leiterbahn erzeugt werden, können in benachbarte Leiterbahnen einkoppeln. Dieser Effekt verstärkt sich, je näher die Spuren zusammenrücken und je höher die Signalisierungsraten sind. Eine gute Faustregel ist ein Abstand von 3*w zwischen den Leiterbahnen, wobei "w" die Leiterbahnbreite ist.

   Übersprechen kann leicht minimiert werden, indem eine Masseebene unter alle Leiterbahnen auf einer anderen Schicht gelegt wird. Besonders wenn Sie eine 4-Lagen-Platine haben, können Sie eine ganze Innenlage mit Kupfer füllen, was viele Vorteile bringt.

OK das reicht! Viel Glück, und stellen Sie hier Fragen, wenn sie auftauchen :)

In vielen Situationen sind die Herstellungsgrenzen die wichtigen Grenzen, die Ihr Design leiten.

Einige häufige Situationen, in denen Sie möglicherweise andere Grenzwerte berücksichtigen müssen:

• Wenn Ihr Stromkreis Spannungen über 50 V führt, müssen Sie möglicherweise Kriech- und Luftstrecken für die Sicherheitsisolierung berücksichtigen.

• Wenn Ihre Schaltung Frequenzen über etwa 500 MHz überträgt (genauer gesagt, wenn Ihre Schaltungsgröße mehr als 1/20 der Wellenlänge bezogen auf Ihre Signalfrequenz beträgt), müssen Sie möglicherweise eine kontrollierte Impedanz oder andere verteilte Schaltungseffekte berücksichtigen.

• Wenn Ihre Schaltung empfindliche Knoten mit hoher Impedanz in einer analogen Schaltung enthält, müssen Sie möglicherweise Leckströme berücksichtigen.

Ich gehe nie unter 10 mil (0,25 mm) zwischen TRACE und CLEARANCE, also nicht zwischen der Leiterbahn und dem Kupferbereich des Pads, sondern mit dem Rand des Lötstopplacks. Das bedeutet mindestens 12 oder 13 (0,30 bis 0,35 mm) Spuren zu Kupfer, aber es hängt davon ab, wie viel Abstand Sie hinzufügen. Das ist für mich ein absolutes Minimum. Normalerweise versuche ich, mindestens als 12 mil Trace to Clearance (oder Clearance to Clearance) zu haben.

IMO ist der Abstand zwischen Abstand und Pad oder ein anderer Abstand entscheidend, da dies beim Löten für elektrische Isolierung und Lötpastenabstoßung sorgt. 10 mil (0,25 mm) ist eine Art Materialgrenze 1/ für 100% Fertigungsgenauigkeitsgarantie, auch bekannt als Toleranz (gedachte Toleranz ist in Wirklichkeit viel kleiner für Leiterplatten) 2/ für die Materialfestigkeit selbst. Etwas zu Dünnes hält nicht.

Eine andere Sache, die über Spannung und Frequenz hinaus zu berücksichtigen ist (siehe andere Antworten), ist die Kupferdicke. Für jede zusätzliche Unze (oder 35 µm) müssen Sie +-10 mil (0,25 mm) zum Abstand und zur Leiterbahnbreite hinzufügen. Denn mit dickem Kupfer erreichen die Hersteller keine hohe Präzision.

Diese Werte müssen auch von Ecke zu Spur gelten, nicht nur parallel. Ecken sind die gefährlichsten Formen. Diagonalen messen.

Ich verwende eine 10-mil-Trennung für Logik- und Niederspannungs-/Frequenz-Analogsignale. 15mil, wenn ich daran denke, es zu ändern. Verfügt Ihr Konstruktionstool über einen Abstandsprüfer? Stellen Sie sicher, dass Sie es verwenden, wenn dies der Fall ist.

In beiden Beispielen sieht die Komponente so aus, als könnte sie zur besseren Freigabe etwas verschoben werden. Einer nach rechts und einer nach links.

Ich sehe auch keine Hinweise auf Masseebenen (auf den oberen und unteren Schichten), die beim Routing enorm hilfreich sein können, wenn Sie keine Massespur über das gesamte Board ziehen müssen. Verwenden Sie Durchkontaktierungen mit dem Namen GND, um die Schichten miteinander zu verbinden und ungenutzte Bereiche der Platine zu füllen.