摘要：PCB設計布線使用多種度量單位往往會降低設計的完美性.優秀的PCB設計由構建CAD庫部件開始,然后就立刻開始面對元器件布局、過孔位置以及布線等各方面的挑戰.輸出生產機器使用的數據可能會非常復雜,也可能會非常簡單,這直接取決于整個PCB設計過程中使用的PCB設計布線的度量單位.本文考察了電子行業最重要、但有時也會被忽視或想當然的一個課題――PCB設計網格系統. 引言：20世紀60年代到80年代,主要PCB設計網格系統一直采用英制單位.所有PCB設計要素和網格布線的最小度量單位都是0.001 (1 mil),一切都是對稱的、均衡的.之后,在1988年,多家世界標準組織聯合起來,一致認為,公制單位可以更好地解決PCB設計開發問題.20世紀90年代,元器件制造商的產品技術資料和JEDEC元器件封裝尺寸資料中開始轉型,此前曾一度采用英制英寸單位的資料,現在開始逐漸轉為采用公制單位. 世界標準組織IPC建議PCB設計網格系統的基本值為0.05mm,同時開始把PCB設計中的所有要素都統一到網格系統中.然而,在美國,這受到大力抵制.美國一些PCB設計企業、制造企業、機械工程師和電氣工程師目前仍然反對這一轉換. 從一種單位轉向另一種單位,給PCB設計行業帶來了混亂,因為PCB設計人員被迫在轉型期間使用兩種不同的單位.CAD廠商處理轉型的方式是引入了種基于無網格形狀的自動布線功能,為PCB設計人員使用公制和英制引腳間距連接焊盤形狀提供了一種解決方案.他們引入了許多新的技術術語,如網格外(Off-Grid)或無網格(Gridless)和基于形狀的布線解決方案.這一概念完全基于這樣一個事實,即以PCB設計規則作為主要因素,PCB設計人員的客觀目標是遵守規則,而不管連接盤形狀多么不規則.某些CAD庫元器件采用英制的引腳間距,某些采用公制引腳間距.PCB設計網格系統出現混亂,處理無網格環境給PCB設計人員帶來了新的挑戰. 無網格系統對PCB布線的主要影響是軌跡路由計算粒度非常小,因此占用的存儲器和CPU處理能力大大提高.無網格系統新增了成千上萬個變換選項,實際上降慢了自動布線工具的速度.另外,這樣也很難在兩個元器件引線中心或過孔中心間方便的手動布線. 從創建CAD庫、元器件布局、過孔放置到布線,通用PCB設計網格系統影響著一切項目,同時占用的計算機存儲器和CPU處理能力大大下降.它能標出引腳和走線的中心位置,提高了制造良品率.它還改善了元器件布局和布線的整體美觀性. IPC 標準及設計完美PCB的最終目標是讓PCB設計中所有的尺寸都以0.05 mm作為最小度量單位,向0.05mm網格系統看齊.本文將排除疑議,證明這是一種最優秀的解決方案.注：0.05mm = 0.0019685或約等于2 mils. 下面將解釋遵守通用PCB設計網格系統所需的指標,并了解這一體系的先進特點.不過,我們首先要了解一下電子產品開發行業標準化進程中的幾個主要組織. 電子標準組織：標準元件封裝外形來自于專業編制元器件封裝數據及實現文檔和刊物標準化的行業標準組織. 標準組織介紹? JEDEC ? 聯合電子設備工程委員會半導體工程標準化機構,代表著電子行業的所有領域,包括分立元器件和集成電路封裝標準. EIA ? 電子行業聯盟由美國許多制造商組成的國家貿易組織,涉及卷帶、托盤和管元器件封裝標準,其最新出版的標準是EIA-481-D-2008. IEC ? 國際電子技術委員會IEC是一家領先的全球機構,為所有電氣、電子和相關技術及相關一般學科(如術語和符號)編制和出版國際標準. NIST ? 國家標準和技術學會從原子鐘到半導體,無數種產品和服務都在某種程度上依賴NIST.NIST的使命是開發和推廣度量、標準和技術,提高生產效率,促進貿易發展,改善生活質量. IPC ? 電子行業相關協會IPC是唯一把電子行業所有相關各方匯聚在一起的貿易協會,包括PCB設計人員、PCB制造商、PCB組裝公司、供應商和原始設備制造商. ANSI ? 美國國家標準學會ANSI的使命是推廣和促進自愿達成一致的標準和合格性評估系統,保護其完整性,加強美國企業的全球競爭力和美國的生活質量. EIAJ ? 日本電子行業協會EIAJ的使命是代表國內電子行業,處理面對的各種挑戰和問題,包括與世界各地相關組織和協會合作,規劃和實施各種方案. NEMI ? 國家電子制造計劃NEMI是一家業內領先的聯盟,使命是保證全球電子制造供應鏈的領導地位.其會員包括數百家電子元器件制造商、供應商、協會、政府機構和高等院校. JEITA ? 日本電子和信息技術行業協會JEITA是日本一家行業組織,其活動涉及電子領域和信息技術(IT)領域.JEITA涵蓋了電子元器件、無線電和廣播設備、計算機、醫療器械、測量和控制系統及組裝. 創建焊盤CAD庫：在這些標準組織的指導下,PCB設計人員已經制訂了各種規則,以使用CAD工具創建一致的優質連接盤圖形.在理想的通用網格系統中,許多單元的最小度量單位都是0.05mm,雖然這些規則也有一些例外,但大多數情況下適用這些規則. IPC編制的SMT和PTH所有CAD庫焊盤外形的通用尺寸? 外形的最小度量單位是0.05mm o 包括絲網、組裝和貼裝焊盤尺寸的最小度量單位是0.05mm 孔徑的最小度量單位是0.05mm 極性標記的最小度量單位是0.05mm 本地基準的最小度量單位是0.05mm 指示標注高度和線寬的最小度量單位是0.05mm IPC-7351 標準中BGA封裝使用的球柵陣列網格標準? 球和焊盤的尺寸的最小度量單位為0.05mm (參見表1) 引腳間隙的最小度量單位為0.05mm 封裝體外形尺寸的最小度量單位為0.05mm
