3D Luft- und Kriechstreckenanalyse für Multi-Board-Systeme

In diesem Beitrag präsentieren wir ein neues Werkzeug zur Luft- und Kriechstreckenanalyse für 3D Designs von Multi-Board-Systemen. Zum Aufbau des Multi-Board-Systems können Leiterplatten aus bekannten Entwurfswerkzeugen wie Altium Designer, ZUKEN CADSTAR und Mentor Graphics Expedition eingelesen und zusammengefügt werden. In der Leistungselektronik ergibt sich die Problemstellung, dass für die Produktzertifizierung zwischen Gruppen von Bauteilen, Leiterbahnen und Kupferflächen aus unterschiedlichen elektrischen Potentialklassen Mindestabstände eingehalten werden müssen. In der gängigen Praxis ist eine automatisierte Überprüfung dieser Abstandsregeln oft auf Kriechstrecken in zweidimensionalen Strukturen einzelner Leiterplattenebenen oder auf die reine Überprüfung von Luftstrecken beschränkt. Unser neues Werkzeug überprüft die Einhaltung von Mindestabständen für zusammengesetzte Multi-Board-Designs und berücksichtigt dabei Kriechstrecken, Luftstrecken sowie zusammengesetzte Luft- und Kriechstrecken. Durch diese verallgemeinerte Prüfung können auch Abstandsverletzungen erkannt werden, die sich zwischen Kupferstrukturen verschiedener Leiterplatten in einem Multi-Board-System oder z.B. über den Rand von Leiterplatten zwischen leitenden Strukturen auf Ober- und Unterseite ergeben. Nach der Analyse werden Abstandsverletzungen grafisch dargestellt. Dabei werden die kürzesten Wege zwischen Bauelementen, welche die Abstandsregeln verletzen, in der Layoutansicht eingezeichnet. Das erlaubt die Erkennung potentieller Abstandsverletzungen bereits in der Designphase und erlaubt Gegenmaßnahmen wie Designanpassungen oder das Einsetzen von Isolatoren zur Verlängerung von Luft- und Kriechstrecken.