IPC-2221. Общий стандарт проектирования печатных плат

IPC-2221 — общий стандарт IPC на проектирование печатных плат, от материалов до испытательных купонов. Чаще всего из него берут две вещи: таблицу 6-1 минимальных зазоров между проводниками по напряжению и графики допустимого тока дорожек. Здесь — устройство стандарта, ключевые таблицы и границы их применимости.

Обновлено 29 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Устройство стандарта
Классы и уровни сложности (п. 1.6)
Таблица 6-1: зазоры по напряжению
Ток проводников: раздел 6.2
Связанные стандарты и статус

IPC-2221 устанавливает общие требования к проектированию органических печатных плат и других конструкций для монтажа и соединения компонентов, включая платы формата PC Card; соединения могут быть одно-, двусторонними или многослойными. Это верхний документ семейства IPC-2220: частные требования дают секционные стандарты IPC-2222 (жёсткие платы), IPC-2223 (гибкие), IPC-2225 (MCM-L) и IPC-2226 (HDI). Стандарт не является техническими условиями на готовые платы и не служит документом приёмки собранных изделий — для этого у IPC есть другие документы.

Коротко

Сверено по: IPC-2221B, ноябрь 2012 г.
Предшественник: IPC-D-275 (1991)
Классы изделий: 1, 2, 3
Уровни сложности: A, B, C
Зазоры: табл. 6-1, категории B1–A7
Ток дорожек: рис. 6-4 (1998), сейчас — IPC-2152

Устройство стандарта

Раздел IPC-2221B	Содержание
1	область, иерархия документов, единицы, классификация изделий
2	ссылочные документы: IPC, совместные стандарты, SAE, ASTM, UL, IEEE, ANSI
3	общие требования: иерархия информации, плотность, тестопригодность
4	материалы: основания, ламинаты, покрытия меди, финишные покрытия, маска, лак
5	механика: размеры платы, коробление, допуски толщины, панелизация
6	электрические свойства: проводники, зазоры (табл. 6-1), волновое сопротивление
7	тепловой режим: охлаждение, теплоотводы, КТР
8	компоненты и монтаж: размещение, сквозной и поверхностный монтаж
9	отверстия и переходы
10	проводники и контактные площадки
11	документация: оснастка, топология, фотошаблоны
12	контроль качества, тестовые купоны

Все размеры в стандарте заданы в миллиметрах, дюймы — в скобках, и редакция B прямо советует проектировать плату в одной системе единиц, чтобы не накапливать ошибки округления при пересчёте.

Классы и уровни сложности (п. 1.6)

Классы изделий отражают растущие требования к функционированию и объём контроля: класс 1 — изделия общего назначения, класс 2 — изделия специального назначения с длительной бесперебойной работой, класс 3 — изделия высокой надёжности, где отказ или простой недопустимы. Уровни сложности A, B и C — предпочтительный, стандартный и пониженной технологичности: чем выше уровень, тем жёстче допуски и тем дороже производство.

Таблица 6-1: зазоры по напряжению

Таблица задаёт минимальный зазор между проводниками для девяти полос напряжения от 0–15 до 301–500 В (постоянное или пиковое переменное) и семи категорий; выше 500 В к значению для 500 В добавляют приращение на вольт. Пример стандарта: внутренний слой (B1) при 600 В — 0,25 мм + 100 В × 0,0025 мм = 0,50 мм.

Категория	Где проводники	31–50 В	301–500 В	на 1 В выше 500 В
B1	внутренние слои	0,1 мм	0,25 мм	0,0025 мм
B2	наружные, без покрытия, до 3050 м	0,6 мм	2,5 мм	0,005 мм
B3	наружные, без покрытия, выше 3050 м	0,6 мм	12,5 мм	0,025 мм
B4	наружные, с постоянным полимерным покрытием	0,13 мм	0,8 мм	0,00305 мм
A5	наружные, лак по собранной плате	0,13 мм	0,8 мм	0,00305 мм
A6	выводы компонентов без покрытия	0,4 мм	1,5 мм	0,00305 мм
A7	выводы компонентов под лаком	0,13 мм	0,8 мм	0,00305 мм

Здесь только две полосы из девяти; все значения и пересчёт действующего напряжения в амплитуду — в калькуляторе зазора по напряжению.

Граница применимости. TI в SLUP419 подчёркивает: IPC-2221B задаёт функциональные зазоры, при которых плата надёжно работает, а не изоляцию для защиты человека. Для цепей, связанных с сетью, расстояния берут из IEC 60664-1 и стандарта на изделие; например, для 400 В IPC-2221B даёт 2,5 мм для наружного слоя без покрытия, а IEC 60664-1 в примере TI — 2 мм пути утечки для основной изоляции. Сравнивать эти числа напрямую нельзя: в IPC-2221 400 В — пиковое напряжение между проводниками, а в IEC 60664-1 — рабочее, действующее (RMS) значение. Разница между зазором по воздуху и путём по поверхности — в словарной статье «Путь утечки».

Ток проводников: раздел 6.2

Минимальные ширину и толщину проводника определяют по требуемому току и допустимому перегреву — разности между максимальной рабочей температурой материала платы и максимальной температурой среды (п. 6.2). В редакции 1998 года зависимость дана графиками рисунка 6-4 IPC-2221 (1998) для наружных и внутренних слоёв, перенесёнными из IPC-D-275. В редакции B рисунок 6-4 — «Transmission Line Printed Board», а за допустимым током надо идти в IPC-2152. Старые графики на практике аппроксимируют формулой

I = k · ΔT^0,44 · A^0,725,

где A — сечение в квадратных милах, ΔT — перегрев в °C, k = 0,048 для наружных и 0,024 для внутренних слоёв. По этой формуле работает калькулятор ширины дорожки; толщину меди в унциях переводит в микрометры словарная статья «Толщина меди». Новые измерения допустимого тока, с учётом толщины платы и соседних медных слоёв, вынесены в отдельный стандарт IPC-2152.

Связанные стандарты и статус

IPC-2221B (ноябрь 2012) — редакция, по оглавлению которой мы сверяли номера разделов и таблиц. По её титульному листу она заменила IPC-2221A (май 2003) и IPC-2221 (февраль 1998); редакция 1998 года, в свою очередь, заменила IPC-D-275 (сентябрь 1991). Номер и название таблицы 6-1 в редакции B не изменились. Вышла ли более новая редакция, мы подтвердить не смогли — проверьте текущую редакцию в каталоге IPC.
IPC-2222 — частные требования к жёстким платам, работает вместе с IPC-2221.
IPC-2152 — допустимый ток проводников вместо графиков рисунка 6-4 IPC-2221 (1998).
IPC-9592B — требования к силовым преобразователям; по SLUP419 немного строже IPC-2221B по зазорам.
Правила проектирования плат на практике — в статье «Правила проектирования печатных плат».

Частые вопросы

Что такое класс 1, 2 и 3 по IPC?

Классы отражают требования к надёжности и объём контроля (IPC-2221, п. 1.6.2). Класс 1 — изделия общего назначения, где важна работоспособность, а косметические дефекты не критичны. Класс 2 — изделия специального назначения, например связь и измерительная аппаратура, от которых ждут долгой бесперебойной работы. Класс 3 — изделия высокой надёжности, где простой недопустим, например системы жизнеобеспечения.

Какой зазор нужен между дорожками на 230 В по IPC-2221?

Амплитуда сетевого напряжения 230 В — около 325 В, это полоса 301–500 В таблицы 6-1: 0,25 мм на внутреннем слое (B1), 2,5 мм на наружном без покрытия до 3050 м (B2), 0,8 мм под постоянным полимерным покрытием (B4). Но это функциональные зазоры: для изоляции, защищающей человека от сети, нужны требования IEC 60664-1 и стандарта на изделие.

Можно ли считать ширину дорожки по формуле IPC-2221?

Да, для оценки. Графики допустимого тока на рис. 6-4 IPC-2221 (1998), перешедшие из IPC-D-275, аппроксимируют формулой I = k·ΔT^0,44·A^0,725 с k = 0,048 для наружных и 0,024 для внутренних слоёв — так считает калькулятор ширины дорожки. В редакции IPC-2221B рисунок 6-4 — уже другой (линии передачи), а за допустимым током стандарт отсылает к IPC-2152 с более новыми измерениями.

Источники

IPC-2221B. Generic Standard on Printed Board Design, November 2012 — Table of Contents and scope — оглавление и разд. 1: стандарт общих требований к проектированию органических печатных плат; не является ТУ на готовые платы и документом приёмки сборок; семейство IPC-2220: IPC-2222 (жёсткие), 2223 (гибкие), 2225 (MCM-L), 2226 (HDI), IPC-2224 отменён; размеры в мм с дюймами в скобках; 1.6 — тип платы, классы, уровни сложности; разд. 6.2–6.3 — проводники и зазоры, табл. 6-1 «Electrical Conductor Spacing» (с. 57), 6.3.1–6.3.7 — категории B1–A7; рис. 6-4 в редакции B — «Transmission Line Printed Board»; среди заменённых редакций — IPC-2221A (май 2003) и IPC-2221 (февраль 1998)
IPC-2221. Generic Standard on Printed Board Design, February 1998 — редакция, заменившая IPC-D-275 (сентябрь 1991); 1.6.2 — классы 1–3; 1.6.3 — уровни сложности A, B, C; 6.2 — ширину и толщину проводника определяют по току и допустимому перегреву, рис. 6-4; 6.3, табл. 6-1 — зазоры, правило для напряжений выше 500 В
Texas Instruments. SLUP419: Demystifying Clearance and Creepage Distance for High-Voltage End Equipment, Power Supply Design Seminar, March 2024 — IPC-2221B — стандарт функциональных зазоров, а не безопасности; при амплитуде 400 В: 0,25 мм на внутреннем слое, 2,5 мм на наружном без покрытия, 0,8 мм под лаком; IPC-9592B немного строже IPC-2221B
IPC-2152. Standard for Determining Current Carrying Capacity in Printed Board Design — Table of Contents — отдельный стандарт на токовую нагрузку проводников

Нашли ошибку?