IPC-2221A-2003中文版-印制板设计通用标准.pdf - 第54页

久 性 聚 合 物涂 层。装 配焊 接 后 印制板不 用敷形 涂覆、 留 下 焊 接 点 和 焊 接 盘 不 涂 。 注 : 所有导线 、 除 了 焊 接 盘外、 必须完 全 涂覆 以 确保 本 栏 中涂覆 导线的电间距要求。 6.3.5 A5-组装件 上有敷 形 涂 层的 外 层导线(任 意⾼度) 本 栏 中 规 定了可 用于 任 意高 度下 、 总 装结构 中想进 行 敷形涂覆 的 外 层导线的电间 距要求。 典 型的 应用 是军 …

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中要求的最小间距。印制板板面设计时就宜考
虑给外层高阻抗或高电压线路区以最大间距。
这会减少因高湿度或凝结水气导致的漏电问
题。应避免完全依赖于涂层来保持导线间的高
表面电阻。
6.3.1 B1-内层导线
内层任何高度上导线-
导线和导线-镀通孔间的电间距见表6-1。
6.3.2 B2-从海平⾯到3050m[10,007ft]的⽆
涂层外层导线
无涂层的外层导线的电间距要
求明显比那些有敷形涂层来隔离污染物的导线
的大。对用于从海平面到3050m[10,007ft]的
这一类裸板、如装配成品不想用敷形涂层、导
线间距要求见表6-1。
6.3.3 B3-超过3050m[10,007ft]的⽆涂层外
层导线
用于无涂层超过3050m[10,007ft]的
裸板上外层导线要求有比B2类更大的电间距。
见表6-1。
6.3.4 B4-有永久性聚合物涂层的外层导线(任
意⾼度
最终装配板没有敷形涂装时、裸板导
线上的永久性聚合物涂层将允许导线间距小于
B2和B3类无涂层板的。没有敷形涂覆的焊接区
和引线的装配电间距要求按A6类的规格(见表
6-1)。该配置不能用于一些要求隔离严酷、潮
湿、污染环境的印制板。
一些典型应用是计算机、办公设备、通讯设备
等在受控环境中运行的裸板、裸板两面都有永
表6-1 导线电⽓间距
导线间电压
(直流或交
流峰值)
最⼩间距
裸板 组装件
B1 B2 B3 B4 A5 A6 A7
0-15 0.05mm
[0.00197in]
0.1mm
[0.0039in]
0.1mm
[0.0039in]
0.05mm
[0.00197in]
0.13mm
[0.00512in]
0.13mm
[0.00512in]
0.13mm
[0.00512in]
16-30 0.05mm
[0.00197in]
0.1mm
[0.0039in]
0.1mm
[0.0039in]
0.05mm
[0.00197in]
0.13mm
[0.00512in]
0.25mm
[0.00984in]
0.13mm
[0.00512in]
31-50 0.1mm
[0.0039in]
0.6mm
[0.024in]
0.6mm
[0.024in]
0.13mm
[0.00512in]
0.13mm
[0.00512in]
0.4mm
[0.016in]
0.13mm
[0.00512in]
51-100 0.1mm
[0.0039in]
0.6mm
[0.024in]
1.5mm
[0.0591in]
0.13mm
[0.00512in]
0.13mm
[0.00512in]
0.5mm
[0.020in]
0.13mm
[0.00512in]
101-150 0.2mm
[0.0079in]
0.6mm
[0.024in]
3.2mm
[0.126in]
0.4mm
[0.016in]
0.4mm
[0.016in]
0.8mm
[0.031in]
0.4mm
[0.016in]
151-170 0.2mm
[0.0079in]
1.25mm
[0.0492in]
3.2mm
[0.126in]
0.4mm
[0.016in]
0.4mm
[0.016in]
0.8mm
[0.031in]
0.4mm
[0.016in]
171-250 0.2mm
[0.0079in]
1.25mm
[0.0492in]
6.4mm
[0.252in]
0.4mm
[0.016in]
0.4mm
[0.016in]
0.8mm
[0.031in]
0.4mm
[0.016in]
251-300 0.2mm
[0.0079in]
1.25mm
[0.0492in]
12.5mm
[0.4921in]
0.4mm
[0.016in]
0.4mm
[0.016in]
0.8mm
[0.031in]
0.8mm
[0.031in]
301-500 0.25mm
[0.00984in]
2.5mm
[0.0984in]
12.5mm
[0.4921in]
0.8mm
[0.031in]
0.8mm
[0.031in]
1.5mm
[0.0591in]
0.8mm
[0.031in]
>500
计算见6.3节
0.0025mm/
volt
0.005mm/
volt
0.025mm/
volt
0.00305mm/
volt
0.00305mm/
volt
0.00305mm/
volt
0.00305mm/
volt
B1-内层导线
B2-外层导线、无涂层、海平面至3050m[10,007ft]
B3-外层导线、无涂层、超过3050m[10,007ft]
B4-外层导线、永久性聚合物涂层(任意高度)
A5-外层导线、组件上有敷形涂层(任意高度)
A6-外层部件引线/端接、无涂层、海平面至3050m[10,007ft]
A7-外层部件引线/端接、有敷形涂层(任意高度)
2003年5月 IPC-2221A
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久性聚合物涂层。装配焊接后印制板不用敷形
涂覆、留下焊接点和焊接盘不涂。
注: 所有导线、除了焊接盘外、必须完全涂覆
以确保本栏中涂覆导线的电间距要求。
6.3.5 A5-组装件上有敷形涂层的外层导线(任
意⾼度)
本栏中规定了可用于任意高度下、
总装结构中想进行敷形涂覆的外层导线的电间
距要求。
典型的应用是军用品、整个总装要进行敷形涂
覆。一般不使用永久性聚合物涂料、除了可能
用作阻焊膜。聚合物涂料和敷形涂料并用时、
必须考虑其兼容性。
6.3.6 A6-从海平⾯到3050m[10,007ft]的⽆
涂层外层元件引线/端接
本栏中是没有敷形涂
覆的外层元件引线和端接的电间距要求。
典型的应用与前面B4类中所提到的一样。B4/
A6组合最常用于民用、非苛刻性环境、有永久
性聚合物涂层(也可阻焊)保护的高密度导线或
对返工和修理方便性不作要求的地方、这样能
得到最大利益。
6.3.7 A7-有敷形涂层的外层元件引线/端接(任
意⾼度)
和裸板上裸线与涂覆线相比较一样、
有涂层元件引线和端接比无涂层引线和端接的
电间距要小。
6.4 阻抗控制
多层板是特别设计要求阻抗
和电容控制的互连布线的理想选择。一般称为
“微带线”或“埋入式微带线”的技术、尤其
适合阻抗和电容需要。图6-5给出了传输线结
构的四种类型:
A. 微带线: 矩形线路或导线位于两种不同电
介质(通常为空气和通常为FR-4)的界面、
主电流回路(通常为一整体铜片)在高
ε
r
材
料另一边。导线的三个边与低
ε
r
(
ε
r
=1)材
料相接、另一边与高
ε
r
材料(
ε
r
>1)相接。
B. 埋⼊式微带线: 类似于微带线、只是导线
完全埋入高
ε
r
材料中。
C. 对称带状线: 矩形线路或导线完全被同一
绝缘介质包围、对称地分布于两基准面之
间。
D. 双(不对称)带状线: 类似于带状线、除了一
个或一个以上导线层是不对称地分布于二
基准面之间。
这种多层印制板的设计宜参考IPC-D-317和
IPC-2141的指南。
6.4.1 微带线
印制板上经镀铜和蚀刻处理
制作的扁平导线为常见几何形状(见图6-5A)。
电容量受信号线和邻近的接地(或电源层)之间
区域的影响最大。电感是工作频率形成的“环
路”(即趋肤效应)、微带线和带状线到基准面
的距离以及导线长度的函数。
下列公式给出了微带电路的阻抗(Z
0
)、传播延
迟(T
pd
)和固有线路电容(C
0
)。
式中:
C = 真空中光速(3.0×10
8
m/s)
H = 绝缘层厚度、英寸
W = 为线路宽度、英寸
T = 为线路厚度、英寸
ε
r
= 为基材的相对电容率(介电常数)
(见表6-2)
线路的辐射电磁干扰(EMI)信号是线路阻抗、
信号线长度和入射波型特性的函数。在一些高
速电路中这是考虑的重要方面。另外、连接线
路间的串扰直接依赖于线路间距、到基准面的
距离、导线并行长度和信号上升时间(见IPC-
D-317)。
IPC-2221A 2003年5月
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IPC-2221a-6-05
图6-5 印制板传输线结构
表6-2 常见印制板材料的相对整体介电常数
代号
树脂参考代码 增强材料/ 树脂
介电常数
NEMA
1
IPC 规范 MILITARY
2
4202 4101 4103 S-13949 Er 值
3
G-10 /20 /3 GEN E 玻璃布/环氧 4.6-5.4
G-11 /22 /2 GB E 玻璃布/环氧 4.5-5.4
FR-4
4
/24 /4 GF GFN GFK E 玻璃布/环氧 4.2-4.9
FR-5 /23 /5 GH E 玻璃布/环氧 4.2-4.9
GPY /42 /10 GI GIJ E 玻璃布/聚铣亚胺 4.0-4.7
/50 /15 AF 芳铣胺布/改性环氧 3.8-4.5
/55 /22 BF 非织芳铣胺/环氧 3.8-4.5
/53 /31 BI 非织芳铣胺/聚铣亚胺 3.6-4.4
/60 /19 QIL 石英布/芳铣亚胺 3.0-3.8
/30 /24 GM
GFT
E 玻璃布/三嗪/BT 4.0-4.7
/71 /29 GC E 玻璃布/氰酸酯 4.0-4.7
4103/03 /6 GP 非织玻璃/PTFE 2.15-2.35
4103/04 /7 GR 非织玻璃/PTFE 2.15-2.35
4103/01 /8 GT 玻璃布/PTFE 2.45-2.65
4103/02 /9 GX 玻璃布/PTFE 2.4-2.6
4103/05 /14 GY 玻璃布/PTFE 2.15-2.35
/1
5
非支撑聚铣亚胺 3.2-3.6
注：介电常数数值会在给定的范围内变动, 它取决于增强材料/树脂比例。一般地、薄的层压板数值会较低
1. 美国电气制造商协会。有几种NEMA型号、比如纸/纸复合基产品XPC、FR-1、FR-2、CEM等、在上表中省略了。关于这些型号的
更完善的对照及性能参见IPC-4101。
2. MIL-S-13949已取消、这里例出仅供参考。
3. 介电常数1MHZ最大。(层压板或层压的预浸材料)
4. 在IPC-4101中FR-4的分类有多张规格单代码。具体的树脂成份和T
g
的差别参见IPC-4101/21,/25,/26,/82。
5. 列出聚铣亚胺挠性膜是为了比较增强材料；具有涂层和覆层的挠性膜的其它特性分别见IPC-FC-4203和IPC-4204。应用又参见
IPC-2223。
2003年5月 IPC-2221A
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