PCB设计布线使用多种度量单位往往会降低设计的完美性。优秀的PCB设计由构建CAD库部件开始,然后就立刻开始面对元器件布局、过孔位置以及布线等各方面的挑战。输出生产机器使用的数据可能会非常复杂,也可能会非常简单,这直接取决于整个PCB设计过程中使用的PCB设计布线的度量单位。
20世纪60年代到80年代,主要PCB设计网格系统一直采用英制单位。所有PCB设计要素和网格布线的最小度量单位都是0.001” (1 mil),一切都是对称的、均衡的。之后,在1988年,多家世界标准组织 联合起来,一致认为,公制单位可以更好地解决PCB设计开发问题。20世纪90年代,元器件制造商的产品技术资料和JEDEC元器件封装尺寸资料中开始转型,此前曾一度采用英制“英寸”单位的资料,现在开始逐渐转为采用公制单位。
世界标准组织IPC建议“PCB设计网格系统”的基本值为0.05mm,同时开始把PCB设计中的所有要素都统一到网格系统中。然而,在美国,这受到大力抵制。美国一些PCB设计企业、制造企业、机械工程师和电气工程师目前仍然反对这一转换。
从一种单位转向另一种单位,给PCB设计行业带来了混乱,因为PCB设计人员被迫在转型期间使用两种不同的单位。CAD厂商处理转型的方式是引入了种“基于无网格形状”的自动布线功能,为PCB设计人员使用公制和英制引脚间距连接焊盘形状提供了一种解决方案。他们引入了许多新的技术术语,如“网格外”(“Off-Grid”)或“无网格”(“Gridless”)和“基于形状的”布线解决方案。这一概念完全基于这样一个事实,即以PCB设计规则作为主要因素,PCB设计人员的客观目标是遵守规则,而不管连接盘形状多么不规则。某些CAD库元器件采用英制的引脚间距,某些采用公制引脚间距。PCB设计网格系统出现混乱,处理无网格环境给PCB设计人员带来了新的挑战。
无网格系统对PCB布线的主要影响是轨迹路由计算粒度非常小,因此占用的存储器和CPU处理能力大大提高。无网格系统新增了成千上万个变换选项,实际上降慢了自动布线工具的速度。另外,这样也很难在两个元器件引线中心或过孔中心间方便的手动布线。
从创建CAD库、元器件布局、过孔放置到布线,“通用PCB设计网格系统”影响着一切项目,同时占用的计算机存储器和CPU处理能力大大下降。它能标出引脚和走线的中心位置,提高了制造良品率。它还改善了元器件布局和布线的整体美观性。
IPC 标准及设计完美PCB的最终目标是让PCB设计中所有的尺寸都以0.05 mm作为最小度量单位,向0.05mm网格系统看齐。本文将排除疑议,证明这是一种最优秀的解决方案。注:0.05mm = 0.0019685”或约等于2 mils。
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