Existe uma distância padrão ou "segura" entre os componentes da PCB?

Ainda estou projetando meu primeiro PCB e, de acordo com os preços listados nos sites, quanto menor o painel, mais barato ele é. Ou seja, as taxas batchpcb por polegada quadrada. goldphoenix imprimirá "o máximo que puder" em uma placa de 100 polegadas quadradas. Menor é mais barato. Entendi.

Então, devo tentar empinar o máximo possível em um espaço pequeno? Obviamente, pode-se exagerar fazendo isso, mas com toda a razoabilidade, o ponto permanece. Existe um guia padrão para distâncias mínimas entre os componentes? E os padrões baseados "isso facilita a solda" ou mais problemas técnicos (capacitâncias, indutâncias, faíscas nos componentes) que estão muito próximos?

Por exemplo, um comentário neste fórum de sparkfun diz:

"Eles não parecem espaçados no espaçamento padrão de banana. Isso não é mais importante?"

"sua baixa corrente (5 amperes), que não deve ser suficiente para disparar nos terminais nessas tensões"

"Acho que o ponto é que a maioria dos plugues duplos de banana tem um espaçamento de 0,75". O espaçamento do jack banana nesta placa parece ser de cerca de 0,5 "."

Tudo isso implica que o quadro tenha um design ruim. Mas pobre com base em quê ?

Além das restrições devido a tensões ou larguras mínimas de traços / espaços (todas importantes), em uma escala maior, o tamanho mecânico deve ser conveniente e estar em conformidade com os padrões ou convenções, se aplicável.

Por exemplo, em relação aos plugues banana, 0,75 "é bastante padrão para alguns adaptadores ; portanto, embora 0,5" não seja inerentemente ruim, é possivelmente irritante de se lidar.

Os orifícios de montagem devem ser facilmente acessíveis e ajustar tamanhos de parafusos comuns (nº 4, nº 6, etc.).

Da mesma forma, sinto fortemente que uma placa de protótipo bastante popular foi mal projetada porque possui um múltiplo não inteiro de espaçamento de 0,100 "entre dois de seus cabeçalhos.

Existem padrões IPC para pegadas de componentes. Lembro-me de que existem variações, aproximadamente normais, maiores e menores. Esses padrões são baseados em "fácil de soldar com a montagem da máquina".

Para SMDs de perfil baixo, não há realmente um limite. Coloquei 0402 resistores tão próximos quanto 0,1 mm (espaçamento entre as almofadas). Componentes mais altos, como conectores, requerem atenção extra. Você provavelmente não pode colocar um 0402 a 0,1 mm a partir de um conector RJ45 de 15 mm de altura; a máquina de escolher e colocar talvez não consiga alcançar a posição. Observe que a orientação do componente pode ser importante! Fale com a oficina de montagem se quiser saber o que é possível.
Também digno de nota é a folga que você deve manter na borda da placa, novamente nas partes mais altas. Se o seu painel for cortado em V, você precisará de espaço para dobrá-lo e quebrá-lo depois de preenchido, de preferência para cima e para baixo. Obviamente, os RJ45 ficam na borda de uma placa de circuito impresso, mas não os coloque diretamente opostos um ao outro no painel, se possível.

A grande maioria dos fios em uma placa típica é conectada apenas a sinais de energia e de tensão extra-baixa tensão - traços vizinhos com não mais de 30 V de distância.

Para esses componentes, tenho apenas 2 regras para o espaço entre os componentes:

• espaço igual à altura: tento colocar os componentes afastados o suficiente para poder inspecionar onde os pinos tocam a placa em um ângulo de 45 graus. Ou seja, se eu tiver um componente de 0,5 polegada de altura, o componente mais próximo fica a pelo menos 0,5 polegada de distância, para que eu possa espiar por cima do componente alto e inspecionar a lateral desse outro componente. (Isso também ajuda os dedos do equipamento de montagem robótica a instalar algum componente SMT minúsculo, mesmo que o robô seja burro o suficiente para instalar componentes altos ao redor dele primeiro).

• deixe espaço para os traços de PCB: com pequenos componentes SMT, é realmente fácil embalar as peças tão de perto que é simplesmente impossível conectá-las a todos com traços de PCB, mesmo com larguras mínimas de espaço / traço de 0,006 polegadas (0,15 mm). Quando isso acontece, você é forçado a separar os componentes para deixar mais espaço para traços entre eles.

Eu encaixo o pino 1 de cada peça do furo de reflexão em uma grade de 0,1 polegada - ou seja, o pino 1 está um múltiplo inteiro de 0,1 polegada do ponto de referência 0,0 nesta placa. Isso torna muito mais fácil criar um protótipo - e mais tarde, um gabarito de teste - da placa de prototipagem de grade de 0,1 polegadas.

Encaixei o "ponto de referência" (geralmente o centróide) de cada componente de montagem em superfície em alguma grade - talvez começando com uma grade relativamente grossa de 0,05 polegadas (exatamente 1,27 mm), mas frequentemente alternando para uma grade mais fina. O "PCB Design Tutorial" de David L. Jones e o "PWB design flow layout" no Massmind têm algumas dicas.

Às vezes, é mais fácil deixar duas vezes mais espaço entre os componentes do que sua primeira estimativa espera que você precise para os fios, apenas para conseguir algo que seja possível rotear e depois empacotar tudo juntos uma vez - em vez de precisar cutucar um pouco um quarto das fichas no tabuleiro algumas dúzias de vezes enquanto tentava passar por algumas centenas de fios, obtendo algumas rotas realmente longas e sinuosas quando o caminho "óbvio" está entupido.

Espaço igual à metade da exceção de altura: como eu posso olhar "em volta" dos capacitores cilíndricos altos, geralmente deixo um espaço com apenas metade da altura deles (ângulo de 30 graus), esperando que o robô seja inteligente o suficiente para instalá-los por último .

Exceção de espaço zero: alguns conectores são projetados para formar uma fileira de conectores, cada um praticamente tocando o seguinte - uma fileira de conectores de terminal de parafuso, uma fileira de conectores de servomotor hobby de 3 pinos, etc. Então, minto para o meu CAD DRC a linha inteira é um componente enorme.

Se você possui sinais analógicos sensíveis, energia de alta tensão ou traços de sinais de alta tensão, precisará de um pouco mais de espaço - Wikilivros: Eletrônica prática, há algumas dicas.

Em termos genéricos vagos e ondulados à mão.

Os requisitos de isolamento de tensão (ou RFI / EMC) determinam o espaçamento entre traços e componentes. O maior culpado da segunda parte pode ser indutores e transformadores em placas de dupla face, para designers que não costumam fazer design ou layout analógico. A folha de dados do componente ou módulo pode ter informações sobre a área de exclusão , além de dimensões e restrições físicas.

A corrente (amperagem) determina a largura do traçado da placa de circuito impresso; uma corrente mais alta significa traços mais amplos. Em geral, isso pode ser único em uma placa de circuito impresso com uma fonte de alimentação integrada e componentes digitais de baixo nível, por exemplo. Traços grandes ou de tamanho grande são ocasionalmente usados ​​como dissipador de calor em projetos de LED de alta intensidade por profissionais; não acredito que seja comumente feito por amadores. Não sei se isso é devido à falta de acesso a ferramentas de simulação térmica ou conhecimento ou alguns outros fatores.

O layout do componente e o processo de fabricação de PCB são os guias finais para restrições de rastreamento. Por exemplo, a largura do traço e o espaçamento nas placas que pretendo para minha própria gravura, dedico-me o dobro do espaçamento e da largura, sempre que possível, para mitigar o risco de falhas no meu processo, causando problemas nas placas que faço.

Alguns fabricantes de PCBs oferecem o arquivo DRC (design rule check) para o software CAD suportado, que verifica se o arquivo da placa está em conformidade com suas restrições técnicas de fabricação.

Vários empresas têm dicas e conselhos sobre o layout de PCB.

A distância mínima entre os componentes é obviamente determinada pelo quão perto você pode colocá-los, desde que você não viole a folga do fornecedor da placa entre as pastilhas e você esteja usando tensões típicas. Você também precisa fornecer espaço para as faixas entre as partes. Você pode usar faixas e folgas muito estreitas entre elas, mas isso aumentará o preço, removendo todas as economias que você fizer no tamanho da placa. Como tudo relacionado ao design, você precisa apresentar o melhor compromisso.

O exposto acima se aplica principalmente a coisas como lógica. Os projetos analógicos e de RF dependem muito mais do layout e precisam de consideração especial.