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PCBの沿面距離の矛盾とは？
- PCB設計において、AC200V耐圧を要する部分のパターン間隔が3.2mm以上であることが求められます。しかし、0.1インチピッチのDIP ICや半導体のリード間では、3.2mmの沿面距離を確保することはできません。この矛盾についてどのように考えるべきでしょうか？
- また、ガラスエポキシのPCBの表と裏間の間隔は1.6mmしかありません。部品面パターンと半田面が重なっている部分の沿面距離についても、どのように考えるべきでしょうか？
- さらに、AC200Vの回路に直列接続されている抵抗のパタン間には80Vが印加されますが、抵抗が断線した場合には200Vが印加されます。この場合、沿面距離をどのように考えるべきでしょうか？
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こんにちは 1について 耐圧を保証するのは、スイッチング電源でいうところのprimary(一次)とsecondary(二次)の間であり､半導体のリード間ではありません｡ 沿面距離は､感電から人を保護するために､｢最低｣3.2mm確保するものです。一次と二次にまたがって半導体を使用することはありませんので、０．１インチピッチのＤＩＰのＩＣや半導体のリード間の沿面距離を考える必要はありません。 2について 沿面距離は、２つの導電性部分間の絶縁物の｢表面｣に沿った最短距離です。 樹脂(絶縁物)で挟まれている場合は、考えなくてもいいです。
その他の回答 (3)
?低圧動作のICのピン間の沿面距離は２次側で50V以下なので必要沿面距離は（UL840等）レジスト無しの時は1.2mm レジスト有りの時は0.04mmです。 また、1次２次間は別で指摘のとおり100V系で3.2mm、200V系で6mmです。 ?プリント基板の表裏はプリント基板が絶縁物と認定されて物を使っているので絶縁物の厚さで規定されています。もちろんプリント基板の材料も規定されています。 ?AC200Vに接続されている５シリーズの抵抗は80Vで縁面距離でＯＫです。ただし抵抗のオープンショート試験をやり問題がない（発煙などが無い）ことが必要です。 ●１次２時間でなくてもAC100V入力のスイッチング電源のメインＦＥＴなどはドレインソース間に250V程度かかりますのでその時はレジストなしで2.5mmの沿面距離が必要です。 ●1次2次間のフォトカプラ、ノイズフィルタのコンデンサなどはAC100V系で3.2mm以上の沿面距離が必要です。 ●これらの沿面距離は性格には機器の用途や使われる国によって少し違うことがあります。特に医療機器などはずっと厳しくなります。 UL840 沿面距離 電圧 レジスト無し レジスト有り 50V以下 1.2mm 0.04mm 63 1.25 0.063 80 1.3 0.1 100 1.4 0.16 125 1.5 0.25 160 1.6 0.4 200 2.0 0.63 250 2.5 1.0 320 3.2 1.6 400 4.0 2.0 500 5.0 2.5 630 6.3 3.2 800 8.0 4.0 1000 10.0 5.0
お礼
回答ありがとうございました。 特に、レジストの効果と規格表は非常に参考になりました。
>１． ICにAC200V加える事はないと思います。 AC200Vのパターン間（対 信号やGND等の間も含む）を3.2mmで ということであって、その基板全てということではありません。 >２． 沿面距離とは、「２つの導電性部分間の絶縁物の表面に沿った最短距離」 ですから、基板の外周に近い部分の例外を除けば 表裏の間では板厚に関係なく充分取れていますので問題ありません。 表裏の間での絶縁抵抗は、例え厚さ1.6mmであっても、沿面距離1.6mmとは 比べものにならないほど大きく、埃や湿度による絶縁抵抗の低下する 可能性も非常に低いので問題ありません。 また、沿面距離が不十分な場合は、絶縁シリコンを塗布して 絶縁性を確保するという手段もあります。 >「パターン間隔ということで、デバイスのピン間は除く」 という事ではありません。（ランドも含まれます） どうしてもピン間のギャップが必要な場合は それなりのフォーミング品が用意されているはずですので そのデバイスに変更しましょう。 パターンギャップについては ＡＣ電源は、単相ですとＬ，Ｎ，ＧＮＤに大別出来ますが その３種類のどの間でもパターン間は3.2mm必要と言うことです。 ただし、同相（Ｌ－Ｌ）間をon/offしている場合は別です。 パターンギャップはショート(短絡電流が流れる）させない事が 目的ですので、そこを理解される事が大切かと思います。 また、フォトカプラ等の場合は、ＡＣ側のパターンギャップより ＡＣ－ＤＣのランド間の方が耐圧等で要注意です。（念のため） それからふと思ったのですが、ヨーロッパ（ＥＣ）では 電源間は6mmでは？（これも念のため） 書き忘れました。 DIP等のフォーミングについては「長沿面実装」をキーワードに検索してください。 TO-220品などは、メーカーのフォーミング用のデータシートを参考にしてください。
お礼
回答ありがとうございました。 ＞ICにAC200V加える事はないと思います。 ＃１さんのお礼に書いたような場合があります。 ＞AC200Vのパターン間（対 信号やGND等の間も含む） 「パターン間隔ということで、デバイスのピン間は除く」という 解釈でよいのでしょうか？
基板の設計をされてるとのことで、専門的な方とお見受けしますが、 一つ質問させてください。 DIPのICにもAC200Vが入力されているのでしょうか？ おそらくそうではないと思いますが。 以上の点を仮定として、僭越ながら １．AC200Vを「含む」ということは、ICなどは違うボルテージで駆動されている と思います。 おそらくAC/DCコンなどで2つの電源系は絶縁されているのでは？ AC200V系の回路系（入力部）ともう一つの電源系の回路の絶縁間距離を3.2mmと言っているだけではないでしょうか？ ２．同様に、ガラエポ基板1.6mmの電気的耐圧はかなりのものです。 沿面ではイオンマイグレーションやエレクトロマイグレーション、ウイスカなど 様々なショート要因が電気的耐圧以外にあります。それらを含めて考えた距離なのでは？ 補足ですが、AC200V系の回路ともう一つの電源系、特にDC低電圧（12Vなど）系が混在するならば、 耐圧以前に、ノイズ誤動作などの点でPCBの裏表で重なる設計は避けるべきです さて、勝手な仮定で記入させていただきました。 間違っておりましたら、申し訳ありません。
お礼
回答ありがとうございます。 ＞専門的な方とお見受けしますが、 回路設計は長いのですが、ＰＣＢ設計は最近はじめました。 ＞DIPのICにもAC200Vが入力されているのでしょうか？ フォトトライアックＩＣ ＴＬＰ５２５Ｇ（東芝）などがあります。 又、高耐圧のＴＯ－２２０型のトランジスタ、トライアック、ＭＯＳ－ＦＥＴ ・・・等も同様に沿面距離がとれません。
お礼
回答ありがとうございました。 >スイッチング電源でいうところのprimary(一次)とsecondary(二次)の間であり､>半導体のリード間ではありません｡ 沿面距離の概念が非常にスッキリしました。