PCB设计与布线基础技术 · 基础技术 · 重点理解

foundation-27 PCB单位与尺寸感:mm、inch、mil、μm与oz/ft²

把单位转换与真实测量对象联系起来,区分板厚、铜厚、铜宽、孔与焊盘的量级和口径。

学习本课前,你需要知道

如果还不熟悉,可以先回看对应基础课。

前面已经遇到很多尺寸。现在把它们放回同一块板:板厚、铜厚、线宽和孔径,为什么不能只看一个数字就比较?先看量取对象,再看单位和量级。

快速理解 · 换单位,物体不会改变

mm(毫米)、inch(英寸)、mil(密耳,千分之一英寸) 和 μm(微米) 都可以表示长度。最容易错的是把密耳看成毫米:两者不是同一个单位。

1 inch = 25.4 mm;1 mil = 0.001 inch = 0.0254 mm;1 mm = 1000 μm。 下面用相同比例显示一组教学尺寸,切换单位时观察条形长度保持不变。

尺寸有对象,也有单位与量级
同一组教学假设:改单位不改变实际尺寸横条用相同比例比较长度,不是PCB结构图。整板厚度1.600 mm单层铜厚0.035 mm走线宽度0.200 mm铜边间距0.150 mm成品孔径0.300 mm圆焊盘直径0.600 mm这里板厚是毫米级、铜厚是几十微米级;不是统一规格。所有值仅为量级练习,不能拿来直接设制造规则。同一组教学假设:改单位不改变实际尺寸横条用相同比例比较长度,不是PCB结构图。整板厚度1600 μm单层铜厚35 μm走线宽度200 μm铜边间距150 μm成品孔径300 μm圆焊盘直径600 μm这里板厚是毫米级、铜厚是几十微米级;不是统一规格。所有值仅为量级练习,不能拿来直接设制造规则。同一组教学假设:改单位不改变实际尺寸横条用相同比例比较长度,不是PCB结构图。整板厚度≈ 62.99 mil单层铜厚≈ 1.38 mil走线宽度≈ 7.87 mil铜边间距≈ 5.91 mil成品孔径≈ 11.81 mil圆焊盘直径≈ 23.62 mil这里板厚是毫米级、铜厚是几十微米级;不是统一规格。所有值仅为量级练习,不能拿来直接设制造规则。先问量什么,再问用什么单位剖面:整板厚度1.6 mm单层铜厚:0.035 mm顶视:孔和焊盘孔:0.30 mm焊盘:0.60 mm孔径、焊盘直径、孔环、铜厚量的不是同一个位置。各局部放大倍率不同,图形不可用于实物测量。铜箔单位面积质量,不是整块PCB的重量相同面积的铜箔相同面积的铜箔厚度示意厚度示意1 oz/ft²:常用约35 μm质量更多,通常更厚这是铜箔标称规格的认识,不是成品镀后铜厚保证。查资料时确认:基铜、追加镀铜,还是成品铜。

本例把六种不同对象的长度用相同比例比较。1.6 mm板厚、0.035 mm铜厚等只是教学假设;不同结构和项目会不同,不可直接作为设计默认值。

为什么?深入理解 · 量级不能替代对象与规格

六种长度,量的方向不同

Board Thickness(板厚) 跨越整板剖面;Copper Thickness(铜厚) 只量某一铜层。Trace Width(走线宽度) 沿板平面横向量,Spacing(间距) 则量两个指定边界之间的空隙。铜宽与铜厚不是一回事。

Drill Size(钻孔口径) 与 Finished Hole(成品孔) 口径不同,Pad Size(焊盘尺寸) 更不是孔径。长方形焊盘不能只用一个“直径”说完,孔环还涉及孔与铜的相对位置。

在本例里,整板厚度是毫米级,铜厚是几十微米级,走线、间距和孔则为毫米的小数。它们只是帮助建立量级感;厚铜板、薄板、不同封装或制造流程可能落在其他范围。

铜的盎司不是长度单位

oz/ft²(盎司每平方英尺,铜箔单位面积质量) 描述单位面积质量。说“1盎司铜”通常省略了面积单位;业内常用约35微米作为这种铜箔的标称厚度认识,不是说整块板重一盎司,也不是精确成品厚度保证。

继续区分 Base Copper(基铜)、Plated Copper(追加镀铜) 与 Finished Copper(成品铜)。采购的铜箔规格不能直接替代成品铜要求,外层与内层的制造经历也可能不同。

显示精度不是加工精度

Tolerance(公差) 说明允许范围。软件显示更多小数位,不会让工厂自动制造得更精确;换算结果四舍五入后,还要确保没有跨过原规则边界。

对外图纸、钻孔和坐标文件必须明确单位和口径。小数点、单位或倍率错误可能让整个图形尺寸改变;“看上去比例没变”不能证明数据尺寸正确。

工程应用 · 看到尺寸时连问四句
  1. 对象:板厚、铜厚、线宽、孔径,还是焊盘的某个方向?
  2. 单位:毫米、密耳、微米,还是铜箔单位面积质量?
  3. 口径:中心距还是边间隙,钻孔还是成品孔,基铜还是成品铜?
  4. 范围:名义值与允许公差是多少,来源是否适用于当前结构?

例如10密耳等于0.254毫米;如果误输成10毫米,错误不只是一个小数点。网格步距也只是定位工具,不能把当前网格大小自动当作允许间距。

现在只需要记住

完整尺寸信息 = 对象 + 数值 + 单位 + 测量口径及允许范围。 本页教学值不属于制造能力表,也不替代项目约束。

下一课用这些辨认方法解决新人易混概念;具体层叠和尺寸设计在后续相应阶段深入。

把0.20 mm的走线显示成约7.87 mil以后,真实走线发生了什么?
提示

换算前后描述的是同一个长度。

资料依据与示意边界

依据用户提供《印制电路板(PCB)设计基础》(Christopher T. Robertson著、刘雷波译)印刷第19~24、28~31、76~93页作原创解释。图示不按比例,不是软件截图;教材历史工艺数值不作为本课制造规则。

教材支持板厚、铜厚、孔与量取口径的关系;本课尺寸为独立教学假设,未照搬旧表格。单位核对计量机构的长度定义;铜箔标称值与成品区别核对板厂铜厚说明,不套用其特定加工公差。

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  • 9-16Stage 9综合练习:为一版高速Layout作出有依据的判断待开放
10DFM待开放

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11项目实战待开放

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