Diseño de PCB para equipos intrínsecamente seguros según el estándar 60079-11

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Una pregunta general sobre el diseño de equipos con PCB según la norma 60070-11 para el tipo de seguridad intrínseca "ib" o superior. A menudo, y más que nunca, los equipos electrónicos certificados ATEX requieren componentes electrónicos complejos y un diseño de PCB multicapa de alta densidad.

El equipo que estoy desarrollando actualmente se está diseñando desde el principio con la certificación ATEX (y, finalmente, IECEx), además de contar con la certificación CE y FCC. Por lo tanto, en el diseño de PCB actual, la protección Zener de sobretensión se incluye con las clasificaciones de potencia correctas, las resistencias infalibles en serie con grandes inductancias, fusibles, etc., todo permitido desde el principio. Esto nos impide tener que reencaminar la placa para un producto específico de ATEX. Para los que no son ATEX, los componentes de protección en la mayoría de los casos quedan excluidos o se reemplazan por derivaciones de 0 ohmios, etc.

Uno de los problemas que tengo con el diseño de PCB a 60079-11 es lo que parece ser una distancia de separación mínima bastante limitante para la Categoría de sobretensión, que en nuestro caso es de 10 V, Categoría I, ya que es todo digital de 3,3 V Y algunos analógicos. Una bomba de carga de 12V para la pantalla OLED, pero esta es de baja corriente y está fusionada en < 150mA.

En el Anexo F, "Distancias de separación alternativas para los tableros de circuitos impresos ensamblados y la separación de componentes" en la tabla F1 - Habilitaciones, etc., describe esto, y se puede ver que el límite inferior es básicamente de 0,2 mm para la mayoría de los casos, incluido el encapsulado y el recubrimiento. etc.

Parece que este límite inferior está "fuera de contacto" con los diseños modernos de PCB que utilizan BGA de 0,5 mm e incluso de 0,3 mm o > 10 capas de apilamiento para los PCBs. En mi caso, tengo un BGA de paso de 0,5 mm y un PCB de 8 mm de 8 capas. Para enrutar las líneas BGA, estoy obligado a tener separación de conductores a < 0,2 mm (0,17 mm o más), y en otro caso, un pequeño BGA analógico con un paso de 0,3 mm, esta separación es incluso menor en realidad 0,1 mm en dos o tres pines.

El otro problema es la separación de capa a capa que no parece ser tratada de ninguna manera por esta norma (aparte de la separación mínima de conductores como en la tabla F1). Los fabricantes de PCB construyen los apilamientos con preimpregnados que suelen tener menos de 0,2 mm de grosor y en la mayoría de los casos incluso menos de 0,1 mm. Los núcleos pueden ser de 0,2 mm fácilmente disponibles ... pero esto crea nuevamente una situación con la separación de conductor a conductor a < Mínimo 0,2 mm como en la tabla F1.

Entonces, ¿qué da que? De acuerdo con 60079-11, la mayoría de estas pilas de PCB y BGA, etc. serían prácticamente no certificables, ya que el límite inferior de 0,2 mm en la separación del conductor es claramente inalcanzable. ¿Hay alguna solución alternativa que pueda haber omitido en el estándar?

He visto que los teléfonos móviles con certificación ATEX se comercializan, lo que implica que probablemente contienen componentes BGA y multicapas (> 8 capas), PCB de alta densidad. ¿Cómo obtienen la certificación de seguridad intrínseca para las zonas 1 y 2 que aún requieren 60079-11?

¿Es la prueba pura en un laboratorio de certificación ATEX la única forma de garantizar un pase para la certificación intrínsecamente segura en este caso?

gracias de antemano por cualquier sugerencia o referencias que puedan tratar esto en el 60079-11.

Mike

    
pregunta citizen

1 respuesta

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Lo que es importante darse cuenta es que las distancias son necesarias solo si la seguridad intrínseca se verá comprometida por un cortocircuito (ese es el modelo de falla, si no tiene la distancia, debe asumir un cortocircuito entre las líneas ).

Al diseñar su dispositivo, su concepto debe ser consciente de ello y sus circuitos integrados deben estar en un área donde se mantendrá la seguridad intrínseca incluso si se produce un cortocircuito. De esa manera ya no hay requisitos de distancia y puedes usar BGA y otros dispositivos de tono fino.

Lo mismo se aplica a la pila de PCB. En áreas críticas debes tener esas distancias, pero en áreas protegidas puedes acercarte lo más que quieras. La separación de capa a capa cae bajo "Distancia de separación a través de aislamiento sólido", por lo que no se aplica ninguna regla especial allí.

No soy una autoridad en el campo y solo puedo darte la recomendación de involucrar a tu inspector de certificación al inicio del proceso y hablar de tu concepto antes de realizar un trabajo importante al respecto. Hemos tenido algunos cambios serios en nuestros circuitos debido a que nuestro concepto no coincide con lo que se esperaba y malentendidos de la norma.

    
respondido por el Arsenal

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