PCBの沿面距離の矛盾（？）

Question

ＡＣ２００Ｖを含むプリント板の設計をしています。
客先からターゲットはヨーロッパも含むので
ＡＣ２００Ｖ耐圧を要する部分はパターン間隔を３．２ｍｍ以上と言われました。
以前から疑問に思っていたことですが
１．
いくら３．２ｍｍの沿面距離をとっても０．１インチピッチのＤＩＰのＩＣや
半導体のリード間は１ｍｍもとれません。
これはどう考えるべきでしょうか？

２．
またガラスエポキシのＰＣＢの表と裏間は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はどう考える
べきでしょうか？

よろしく御願いします。

質問もれがありましたので追加質問させていただきます。
例として
ＡＣ２００Ｖ回路にＲ１～Ｒ５の抵抗が直列接続されていたとします。
Ｒ１とＲ２のパターン間には
２００÷５×２＝８０Ｖが、印加されます。
この部分はＲ１が断線すれば２００Ｖが、印加されます。
この場合、沿面距離としては
８０Ｖ，２００Ｖいずれで考えるべきでしょうか？

ご教授を御願いします。

Accepted Answer

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。

Answer

?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

Answer

>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。

Answer

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。

PCBの沿面距離の矛盾とは？