摘要：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.本文考察了电子行业最重要、但有时也会被忽视或想当然的一个课题――PCB设计网格系统. 引言：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. 下面将解释遵守通用PCB设计网格系统所需的指标,并了解这一体系的先进特点.不过,我们首先要了解一下电子产品开发行业标准化进程中的几个主要组织. 电子标准组织：标准元件封装外形来自于专业编制元器件封装数据及实现文档和刊物标准化的行业标准组织.  标准组织介绍? JEDEC ? 联合电子设备工程委员会半导体工程标准化机构,代表着电子行业的所有领域,包括分立元器件和集成电路封装标准. EIA ? 电子行业联盟由美国许多制造商组成的国家贸易组织,涉及卷带、托盘和管元器件封装标准,其最新出版的标准是EIA-481-D-2008. IEC ? 国际电子技术委员会IEC是一家领先的全球机构,为所有电气、电子和相关技术及相关一般学科(如术语和符号)编制和出版国际标准. NIST ? 国家标准和技术学会从原子钟到半导体,无数种产品和服务都在某种程度上依赖NIST.NIST的使命是开发和推广度量、标准和技术,提高生产效率,促进贸易发展,改善生活质量. IPC ? 电子行业相关协会IPC是唯一把电子行业所有相关各方汇聚在一起的贸易协会,包括PCB设计人员、PCB制造商、PCB组装公司、供应商和原始设备制造商. ANSI ? 美国国家标准学会ANSI的使命是推广和促进自愿达成一致的标准和合格性评估系统,保护其完整性,加强美国企业的全球竞争力和美国的生活质量. EIAJ ? 日本电子行业协会EIAJ的使命是代表国内电子行业,处理面对的各种挑战和问题,包括与世界各地相关组织和协会合作,规划和实施各种方案. NEMI ? 国家电子制造计划NEMI是一家业内领先的联盟,使命是保证全球电子制造供应链的领导地位.其会员包括数百家电子元器件制造商、供应商、协会、政府机构和高等院校. JEITA ? 日本电子和信息技术行业协会JEITA是日本一家行业组织,其活动涉及电子领域和信息技术(IT)领域.JEITA涵盖了电子元器件、无线电和广播设备、计算机、医疗器械、测量和控制系统及组装. 创建焊盘CAD库：在这些标准组织的指导下,PCB设计人员已经制订了各种规则,以使用CAD工具创建一致的优质连接盘图形.在理想的通用网格系统中,许多单元的最小度量单位都是0.05mm,虽然这些规则也有一些例外,但大多数情况下适用这些规则. IPC编制的SMT和PTH所有CAD库焊盘外形的通用尺寸? 外形的最小度量单位是0.05mm o 包括丝网、组装和贴装焊盘尺寸的最小度量单位是0.05mm 孔径的最小度量单位是0.05mm 极性标记的最小度量单位是0.05mm 本地基准的最小度量单位是0.05mm 指示标注高度和线宽的最小度量单位是0.05mm IPC-7351 标准中BGA封装使用的球栅阵列网格标准? 球和焊盘的尺寸的最小度量单位为0.05mm (参见表1) 引脚间隙的最小度量单位为0.05mm 封装体外形尺寸的最小度量单位为0.05mm