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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Erfahrungen - Kriechstrecke SO-IC bei 600V?


Autor: Michael O. (mischu)
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Hallo zusammen,

ich wollte mal fragen wie die Erfahrungen mit SOIC bei hohen Spannungen 
sind.

Fairchild bietet z.B. Halbbrücken-Gatetreiber an, die 600V 
Spannungsdifferenz zwischen low- und high-side aushalten. Dabei liegen 
die Pins für die niedrige und hohe Spannung in einem SOIC08 Gehäuse 
direkt nebeneinander!!

Pin 5 ist low side, Pin 6 ist auf Halbbrückenpotential:
http://www.fairchildsemi.com/ds/FA%2FFAN7380.pdf

Wie zuverlässig ist so etwas in einem Seriengerät?
Muss man die Leiterkarte da evtl noch coaten?
Oder sollte man lieber mit einem dünnen Fräser zwischen den Pads 
hindurch schneiden?

Gibt es bei euch damit Erfahrungen?

Autor: ulrich (Gast)
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Um sicher zu gehen würde ich das ganz vergießen, wenigstens den 
kritischen Teil.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Michael O. (mischu)

>die Pins für die niedrige und hohe Spannung in einem SOIC08 Gehäuse
>direkt nebeneinander!!

Jo, das scheint mir auch recht sportlich.

>Wie zuverlässig ist so etwas in einem Seriengerät?

Keine Ahnung. Aber ich würde so einen IC nur nutzen, wenn er entweder in 
einem hermetisch dichten Gehäuse ohne Kondensation gepackt wird oder mit 
Lacküberzug versehen wird.

>Muss man die Leiterkarte da evtl noch coaten?

Siehe oben.

>Oder sollte man lieber mit einem dünnen Fräser zwischen den Pads
>hindurch schneiden?

Nützt nichts, dein kürzester Kriechweg geht über das Gehäuse! Und das 
sind bei SO 8 knapp 1mm. Nimm lieber einen IC, wo die High Side auf der 
anderen Gehäuseseite allein ist, davon gibt es genug. Siehe 
MOSFET-Übersicht.

MfG
Falk

Autor: GB (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Nützt nichts, dein kürzester Kriechweg geht über das Gehäuse! Und das
> sind bei SO 8 knapp 1mm.

Könnte reichen,
siehe
http://www.schaltrelais.de/terminologie/bemessung.htm
Punkt
Mindestkriechstrecken für Betriebsmittel mit langzeitiger 
Spannungsbeanspruchung

Autor: Michael O. (mischu)
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Das Rastermaß beträgt 1,27mm bei SOICs.
Die Breite des IC-Beins ist typischerweise 0,41mm, somit bleiben am IC 
selbst 0,86mm übrig für die reine Kriechstrecke.
Auf der Leiterkarte muss das Kupfer des Footprints eigentlich über die 
Breite des Anschlussbeins hinaus ragen, somit also nochmal weniger.

Für Spannungen bis 500 V und Verschmutzungsgrad 1 sind es minimal 1mm 
(Laut Tabelle). Von Verschmutzungsgrad 2 mal gar nicht zu sprechen.
Wer überlegt sich solche Bausteine??

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Michael O. (mischu)

>Wer überlegt sich solche Bausteine??

Umgeschulte FPGA-Entwickler, für die sind 5V schon Hochspannung ;-)

Autor: Michael O. (mischu)
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Bei TTL kann man auch schön bequem mal ein paar Kurzschlüsse einbauen - 
davon gehen die Schaltungen selten kaputt :)

Da ist Leistungselektronik leider etwas undankbarer...

Autor: Markus F. (5volt) Benutzerseite
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Also verdammt knapp ist das. Schließlich gibt's ja die Faustregel, dass 
1000V 1mm weit überspringen.
Bei 600V wären das dann 0,6mm. Und der Pin-Abstand ist im Extremfall 
0,76mm; weil lt. Datenblatt die Pins 0,41mm +/- 0,1mm - also im 
blödesten Fall 0,51mm - breit sind.

Damit wäre man nur sehr knapp unter der per Faustregel bestimmten 
Durchschlagspannung.
Die reale Durchschlagspannung hängt von den Oberflächen der Anschlüsse 
und Lötstellen ab: Je abgerundeter und "sauberer" die sind, desto höher 
ist die Durchschlagspannung. Scharfe Kanten oder Zinn-Whisker senken die 
Durchschlagspannnug, weil an diesen Punkten ein starkes elektrisches 
Feld entsteht, das zur Ionisierung der Luft führen kann.

Ich finde es auch nicht so sinnvoll, so einen Chip in ein SO8-Gehäuse zu 
packen.

International Rectifier macht sowas aber auch; z.B. der IRS2153D 
(http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irs2153d.pdf) oder auch 
sein bekannterer Vorgänger, der IR2153.

In dem Datenblatt vom IRS2153D ist sogar eine Layout-Empfehlung; mit 
0,72mm breiten Pads. Das ergibt sage und schreibe 0,55mm 
Isolationsabstand...

Mit Isoliermaterial über den betreffenden Pads und Leiterbahnen geht es 
aber; diese Materialien haben normalerweise Spannungsfestigkeiten von 
10...20kV/mm. Da sind 600V bei diesem Pin-Abstand völlig 
unproblematisch.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Michael O. schrieb:
> Bei TTL kann man auch schön bequem mal ein paar Kurzschlüsse einbauen -
> davon gehen die Schaltungen selten kaputt :)
>
> Da ist Leistungselektronik leider etwas undankbarer...

Das bestätigt auch meine Erfahrung. In manchen Schaltungen (vornehmlich 
Netzteile) kommen sich auch Signalleitungen und die 
Leiterbahnen/Lötpunkte der Netzgleichspannung ähnlich nahe. Das Ergebnis 
sehe ich immer wieder bei meinen "Patienten": Verkohlte Platinen, 
verdampfte Leiterbahnen, explodierte Halbleiter und natürlich eine 
Vielzahl bis zur Unkenntlichkeit verbrannter Kleinbauteile. Dazu kommt 
oft eine noch größere Anzahl von äußerlich unbeschädigten aber defekten 
Bauteilen, die es mühsam zu finden gilt. Sowas macht wirklich keinen 
Spass :-(
Woran viele Designer nicht denken: neben Feuchtigkeit und Schmutz 
bekommen Geräte in offener Bauweise auch regelmäßig ungebetenen Besuch 
von unseren 6- und 8-beinigen Zeitgenossen. Selbst die Kleinsten dieser 
Kameraden können da mit einem Schritt in die falsche Richtung leicht 
einen folgenschweren Lichtbogen zünden. Daher bevorzuge ich recht 
großzügige Abstände. Bei so kleinen Abständen wie bei SO8 muß der 
kritische Bereich auf jeden Fall, z.B. mit einer dicken Schicht 
Isolierlack, versiegelt bzw. vergossen werden.

Jörg

Autor: Michael O. (mischu)
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Ich nehme mal an, dass Firmen wie IRF oder Fairchild eher aus der 115Vac 
Ecke kommen und daher 400 V in einem Zwischenkreis gar nicht kennen :)
Vielleicht gab es mal einen legendären Vorgängerchip (so wie MAX232 für 
RS232) der bei einer niedrigen Spannung lief und für den verschiedene 
Hersteller jetzt im gleichen Footprint hochgezüchtete, pinkompatible 
Nachfolger anbieten.
Zumindest gibt es den auch im DIP-8 Gehäuse (von Seiten des Chip her 
keine Unterschied). Dann haben die Schwachstrom-Digitaljungs bestimmt 
gesagt: "Prima, den IC bekommen wir auch im kleineren Gehäuse 
unter".....

In nichtgekapselten Geräten gibt es neben der reinen Verschutzung auch 
im ungünstigen Fall Betauung. Was der Schmutz nicht schafft, erledigt 
dann eine feuchte Kriechstrecke :)

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