PCB安全电气规范：别让漏电毁了你的设备

原创于 2025-07-16 11:26:30 发布 · 921 阅读

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#安全 #制造 #捷配 #pcb工艺

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你有没有想过，一块小小的 PCB 如果电气设计不合规，可能会导致设备漏电、短路甚至起火？PCB 的安全电气规范就像交通规则，看似繁琐却能避免致命事故。从家用插座到工业高压设备，每块 PCB 都要遵守这套 “保命准则”。PCB 批量工厂的工程师们总结出一套规范要点，让电流只走该走的路，不越雷池一步。

电气间隙：电流的 “安全斑马线”

电气间隙是不同带电体之间的 “空气距离”，就像马路上的斑马线，必须留出足够空间防止电流 “跳过去”。这个距离可不是随便定的，而是根据电压等级精准计算：

低压电路（＜50V） 的电气间隙至少 0.2mm，相当于两根头发丝并排的宽度。比如手机充电器的 PCB 上，USB 接口的 5V 引脚之间，必须保持这个距离，否则可能出现火花。

高压电路（＞220V） 则要 “拉大差距”。220V 市电电路的电气间隙至少 2mm，就像在高压电线旁加了防护栏。

爬电距离比电气间隙更严格，它是电流沿绝缘表面 “爬行” 的最短路径。比如 PCB 上的绿油层如果有划痕，电流可能顺着划痕绕过间隙导电，所以爬电距离通常是电气间隙的 1.5 倍。在浴室、厨房等潮湿环境，爬电距离还要再增加 50%，就像给电流的 “偷渡路线” 设置障碍。

绝缘等级：给 PCB 穿 “防电外衣”

PCB 的绝缘材料就像 “防电铠甲”，不同场景需要不同等级的防护，这就是绝缘等级规范的核心：

材料绝缘等级按耐温性划分。最常见的 FR-4 基板属于 B 级绝缘，耐温 130℃，适合家用设备；工业设备的 PCB 常用 F 级绝缘材料（耐温 155℃），能承受电机运转产生的高温。PCB 批量工厂会根据设备工作温度推荐材料，比如烤箱内部的 PCB，必须用 H 级绝缘（耐温 180℃），否则高温会让绝缘层失效。

绝缘厚度要与电压匹配。500V 以下的电路，基板厚度至少 0.8mm；1000V 以上的高压板，绝缘层厚度要达 2mm 以上，还可以在两层线路之间加一层绝缘隔板，就像给高压电加了双层防护。

涂层绝缘是最后一道防线。对裸露的焊点或高压线路，涂覆一层绝缘漆（厚度≥50μm），能阻止灰尘、水汽导致的漏电。

接地设计：

接地是 PCB 安全的 “生命线”，规范的接地设计能在漏电时将电流导入大地，保护人和设备：

保护接地必须 “直达大地”。金属外壳、散热器等易带电部件，要通过粗铜箔（线宽≥2mm）连接到 PCB 的接地端子，再接入大地。这条路径不能有保险丝、开关，就像泄洪道不能中途设闸。

接地分区避免 “交叉污染”。在四层以上的 PCB 中，要划分安全接地（保护接地）、信号接地、电源接地三个区域，就像城市的雨水、污水、自来水管道分开铺设。安全接地与其他接地之间用 “接地桥” 连接（仅一处相连），防止信号干扰影响安全功能。

防静电接地不可忽视。在干燥环境中，PCB 表面可能积累静电，需要通过防静电手环、接地铜箔将静电导走。敏感器件（如 MOS 管）的周围要打多个接地过孔，密度至少每平方厘米 1 个，就像在静电 “灾区” 多开泄洪口。

布线与元件：细节决定安全

PCB 的布线和元件选择藏着很多安全细节，PCB 批量工厂有一套 “避坑指南”：

高压线路 “走明线”。220V 以上的高压线路要像 “高速公路” 一样笔直，避免弯曲和交叉，线宽至少 1mm（1oz 铜箔），且要单独走在 PCB 边缘，与低压线路之间用接地铜箔隔离。就像把高压电线架在专用电塔上，远离民居。

保险丝 “按需配置”。不同电路要配额定电流合适的保险丝，比如 5V/1A 的电路用 1.5A 保险丝，220V/2A 的电路用 3A 保险丝。保险丝要放在电源入口处，就像家里的总闸，一旦过流能第一时间切断电路。

元件耐压 “留余量”。电容、电阻等元件的耐压值要比实际工作电压高 50% 以上。比如 220V 电路用的电容，耐压至少 330V；12V 电路的电阻，耐压要达 25V。