Protel99SE印制電路板設計教程第6章PCB元件設計課件

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設計教程第6章PCB元件設計

6.1繪制元件封裝的準備工作6.2PCB元件設計基本界面6.3采用設計向導方式設計元件封裝6.4采用手工繪制方式設計元件封裝6.5編輯元件封裝6.6元件封裝常見問題本章小結在開始繪制封裝之前，首先要做的準備工作是收集元器件的封裝信息。封裝信息主要來源于元器件生產廠家提供的用戶手冊。若沒有所需元器件的用戶手冊，可以上網查找元器件信息，一般通過訪問元件廠商或供應商的網站可以獲得相應信息。在查找中也可以通過搜索引擎進行，如或等。如果有些元件找不到相關資料，則只能依靠實際測量，一般要配備游標卡尺，測量時要準確，特別是集成塊的管腳間距。元件封裝設計時還必須注意元器件的輪廓設計，元器件的外形輪廓一般放在PCB的絲印層上，要求要與實際元器件的輪廓大小一致。如果元件的外形輪廓畫得太大，浪費了PCB的空間；如果畫得太小，元件可能無法安裝。6.1繪制元件封裝的準備工作返回1.新建元件庫進入PCB元件庫編輯器后，系統(tǒng)自動新建一個元件庫，該元件庫的缺省文件名為PCBLIB1，庫文件名可以修改。同時，在元件庫中，程序已經自動新建了一個名為PCBCOMPONENT_1的元件，返回可以用菜單Tools→RenameComponent來更名。

2.元件庫管理器PCB元件庫編輯器中的元件庫管理器與原理圖庫元件管理器類似，在設計管理器中選中BrowsePCBLib可以打開元件庫管理器，在元件庫管理器中可以對元件進行編輯操作，元件管理器如圖6-2所示。6.3采用設計向導方式設計元件封裝6.3.1常用的元件標準封裝Protel99SE的封裝設計向導可以設計常見的標準封裝，主要有以下幾類。⑴Resistors（電阻）電阻只有兩個管腳，有插針式和貼片式兩種封裝。隨著電阻功率的不同，電阻的體積大小不同，對應的封裝尺寸也不同。插針式電阻的命名一般以“AXIAL”開頭；貼片式電阻的命名可自由定義。圖6-3所示為兩種類型的電阻封裝。⑵Diodes（二極管）二極管的封裝與電阻類似，不同之處在于二極管有正負極的分別。圖6-4所示為二極管的封裝。⑶Capacitors（電容）電容一般只有兩個管腳，通常分為電解電容和無極性電容兩種，封裝形式也有插針式封裝和貼片式封裝兩種。一般而言，電容的體積與耐壓值和容量成正比。圖6-5所示為電容封裝。⑷DIP（雙列直插封裝）DIP為目前常見的IC封裝形式，制作時應注意管腳數、同一列管腳的間距及兩排管腳間的間距等。圖6-6所示為DIP封裝圖。⑸SOP（雙列小貼片封裝）⑻LCC（無引出腳芯片封裝）LCC是一種貼片式封裝，這種封裝的芯片的引腳在芯片的底部向內彎曲，緊貼于芯片體，從芯片頂部看下去，幾乎看不到引腳，如圖6-10所示。這種封裝方式節(jié)省了制板空間，但焊接困難，需要采用回流焊工藝，要使用專用設備。⑼QUAD（方形貼片封裝）QUAD為方形貼片封裝，與LCC封裝類似，但引腳沒有向內彎曲，而是向外伸展，焊接方便。QUAD封裝包括QFG系列，如圖6-11所示。

⑽BGA（球形柵格陣列封裝）BGA為球形柵格陣列封裝，與PGA類似，主要區(qū)別在于這種封裝中的引腳只是一個焊錫球狀，焊接時熔化在焊盤上，無需打孔，如圖6-12所示。⑾SBGA（錯列球形柵格陣列封裝）SBGA與BGA封裝相似，區(qū)別在于其引腳排列方式為錯開排列，利于引腳出線，如圖6-13所示。

⑿EdgeConnectors（邊沿連接）EdgeConnectors為邊沿連接封裝，是接插件的一種，常用于兩塊板之間的連接，便于一體化設計，如計算機中的PCI接口板。其封裝如圖6-14所示。

⑵單擊Next按鈕，進入元件設計向導，屏幕彈出圖6-16所示的對話框，用于設定元件的基本封裝，共有12種供選擇，包括電阻、電容、二極管、連接器及常用的集成電路封裝等，圖中選中的為雙列直插式元件DIP，對話框下方的下拉列表框用于設置使用的單位制。⑶選中元件的基本封裝后，單擊Next按鈕，屏幕彈出圖6-17所示的對話框，用于設定焊盤的直徑和孔徑，可直接修改圖中的尺寸。圖6-17設置焊盤尺寸圖6-18設置焊盤間距⑸定義好焊盤間距后，單擊Next按鈕，屏幕彈出圖6-19所示的對話框，用于設置元件邊框的線寬，圖中設置為10mil。⑹定義好線寬后，單擊Next按鈕，屏幕彈出圖6-20所示的對話框，用于設置元件的管腳數，圖中設置為16。圖6-19設置邊框的線寬圖6-20設置元件的管腳數⑺定義管腳數后，單擊Next按鈕，屏幕彈出圖6-21所示的對話框，用于設置元件封裝名，圖中設置為DIP16。名稱設置完畢，單擊Next按鈕，屏幕彈出設計結束對話框，單擊Finish按鈕結束元件設計，屏幕顯示剛設計好的元件，如圖6-22所示。

采用設計向導可以快速繪制元件的封裝形式，繪制時應了解元件的外形尺寸，并合理選用基本封裝。對于集成塊應特別注意元件的管腳間距和相鄰兩排管腳的間距，并根據管腳大小設置好焊盤尺寸及孔徑。圖6-21設置元件名稱圖6-22設計好的DIP16返回⑵執(zhí)行菜單Tools→LibraryOptions設置文檔參數，將可視柵格1設置為5mil，可視柵格2設置為20mil，捕獲柵格設置為5mil。⑶執(zhí)行Edit→Jump→Reference將光標跳回原點（0，0）。⑷執(zhí)行菜單Place→Pad放置焊盤，按下〈Tab〉鍵，彈出焊盤的屬性對話框，設置參數如下。X-Size：80mil；Y-Size：25mil；Shape：Round；Designator：1；Layer：TopLayer；其它默認。退出對話框后，將光標移動到原點，單擊鼠標左鍵，將焊盤1放下。

⑸依次以50mil為間距放置焊盤2～4。⑹對稱放置另一排焊盤5～8，兩排焊盤間的間距為220mil。⑺雙擊焊盤1，在彈出的對話框中的Shape下拉列表框中選擇Rectangle，定義焊盤1的形狀為矩形，設置好的焊盤如圖6-24所示。⑻繪制SOP8的外框。將工作層切換到TopOverlay，執(zhí)行菜單Place→Track放置連線，執(zhí)行菜單Place→Arc放置圓弧，線寬均設置為10mil，外框繪制完畢的元件如圖6-23所示。⑼執(zhí)行菜單Edit→SetReference→Pin1，將元件參考點設置在管腳1。⑽執(zhí)行菜單Tools→RenameComponent，將元件名修改為SOP8。⑾執(zhí)行菜單保存當前元件。返回6.5編輯元件封裝編輯元件封裝，就是對已有的元件封裝的屬性進行修改，使之符合要求。1.修改元件封裝庫中的元件修改元件封裝庫中的某個元件，先進入元件庫編輯器，選擇打開要編輯的元件庫，在元件瀏覽器中選中要編輯的元件，窗口就會顯示出此元件的封裝圖，若要修改元件封裝的焊盤，用鼠標左鍵雙擊要修改的焊盤，出現此引腳焊盤的屬性對話框，在對話框中就可以修改引腳焊盤的編號、形狀、直徑、鉆孔直徑等參數；若要修改元件外形，可以用鼠標點取某一條輪廓線，再次單擊它的非控點部分，移動鼠標，即可改變其輪廓線，或者刪除原來的輪廓線，重新繪制新的輪廓線。元件修改后，執(zhí)行菜單，將結果保存。6.6元件封裝常見問題在元件封裝設計中，通常會出現一些錯誤，這對PCB的設計將產生不良影響。

1.機械錯誤機械錯誤在元件規(guī)則檢查中是無法出來的，因此設計時需要特別小心。⑴焊盤大小不合適，尤其是焊盤的內徑選擇太小，元件引腳無法插進焊盤。⑵焊盤間的間距以及分布與實際元件不符，導致元件無法在封裝上安裝。⑶帶安裝定位孔的元件未在封裝中設計定位孔，導致元件無法固定。⑷封裝的外形輪廓小于實際元件，可能出現由于布局時元件安排比較緊密，導致元件排得太擠，甚至無法安裝。⑸接插件的出線方向與實際元件的出線方向不一致，造成焊接時無法調整。

⑹絲印層的內容放置在信號所在層上，導致元件焊盤無法連接或短路。2.電氣錯誤

電氣錯誤通?？梢酝ㄟ^元件規(guī)則檢查（Reports→ComponentRuleCheck），或者在載入網絡表文件時，由軟件系統(tǒng)檢查出來，因此可以根據出錯信息找到錯誤并修改。⑴原理圖元件的引腳編號與元件封裝的焊盤編號不一致。⑵焊盤編號定義過程中出現重復定義。以上錯誤可以通過編輯焊盤編號，圖6-25所示二極管中，在原理圖中元件管腳定義為1