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项目五 : 制作元件封装

项目五 : 制作元件封装. 制作元件封装. 学习任务 ●掌握元件封装的绘制方法 ●掌握集成库的创建方法. 教学重点 ●元件封装的三种绘制方法 ●创建集成库. 任务 1 ：. 任务 2 ：. 任务 3 ：. 任务 4 ：. 封装设计前的准备. 创建元件封装. 创建集成元件库. 常用元件封装形式. 项目 5 制作元件封装. 任务一 常用元件的封装形式. 技能 1 认识元件的封装 电子元件封装主要分为通孔插装技术（简称 THT ）和表面贴装技术（简称 SMT ）两大类。 元件的封装信息：外形和焊盘。 ( 说明性信息 ) 。

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项目五 : 制作元件封装

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  1. 项目五 :制作元件封装 制作元件封装 学习任务 ●掌握元件封装的绘制方法 ●掌握集成库的创建方法 教学重点 ●元件封装的三种绘制方法 ●创建集成库

  2. 任务1： 任务2： 任务3： 任务4： 封装设计前的准备 创建元件封装 创建集成元件库 常用元件封装形式 项目5制作元件封装

  3. 任务一 常用元件的封装形式 技能1 认识元件的封装 • 电子元件封装主要分为通孔插装技术（简称THT）和表面贴装技术（简称SMT）两大类。 • 元件的封装信息：外形和焊盘。(说明性信息)。 元件外形和标注信息一般在顶部丝印层“Top Overlay”层，焊盘为贴片元件的焊盘和穿孔焊盘。如果是贴片元件的焊盘，一般在“Top Layer”上绘制；如果是通孔式焊盘，一般在Multi-Layer层绘制。 • 同一种元件可以有多种封装形式，而多个不同的元件也可以有相同的封装形式。在Protel DXP安装目录下的“\Library\Pcb”目录中，存放着Protel DXP提供的元件封装库。

  4. （1）分立元件封装 • ①电阻 • 电阻的封装尺寸主要取决于其额定功率及工作电压等级，这两项指标的数值越大，电阻的体积就越大。一般说来，分为通孔式和贴装式两大类。 • Protel 2004中，对于直插式电阻，现有封装为AXIAL-0.3～AXIAL-l.0，如图 • 4-52所示 , “AXIAL-1.0” 即为焊盘间距1英寸的电阻 . • 对于贴片式电阻，相应的现有封装为0402～5720等很多种比如“R2012- • 0805”“R”代表电阻，“0805”表示电阻封装的外形尺寸，即两个焊盘中心距为80mil，焊盘的宽度为50mil。 图4-52 AXIAL-0.3～AXIAL-l.0 图4-53 贴片式封装

  5. ②电位器 • 电位器的封装VR2、VR3、VR4、VR5如图4-54所示，并且默认的封装是VR3，是最大的一个，一般都需要修改。 • 图4-54 电位器的封装

  6. ③电容 • 电容的体积和耐压值与容量成正比例关系。容量越大、耐压值越高，相应的体积越大。 • 电容大体上分两类：无极性电容和电解电容（有极性电容）。 • 无极性扁平直插式电容，对应的封装形式为RAD-0.1～RAD-0.4等，如图4-55所示，其后缀的数字表示封装模型中两个焊盘之间的中心距离，单位“英寸”。 • 图4-55 电容的封装RAD-0.4

  7. 电解电容对应的封装形式如图4-56所示。其中“RB5-10.5”表示两个焊盘的中心距离0.5mm，外形直径是10.5mm。一般后面的数字越大，容量和耐压越大。此外，还有CAPPR1.27-1.964.06、CAPPR14.05-10.56.3 系列的封装，和CC1005-0402、CC2012-0805 等贴片式的封装（与贴片电阻封装的命名方法类似）等。 图4-56 电解电容封装

  8. ④二极管 • 常用的直插式二极管的封装有DIODE-0.4、DIODE-0.7，发光二极管的封装如图4-58所示，一般选用LED-1。 图4-57 直插式二极管的封装 图4-58 发光二极管的封装

  9. ⑤三极管 • 塑封小功率三极管（1W以下）可采用默认值BCY-W3如图4-59所示。 • 中大功率三极管（几十W以上）可选SFM系列如图4-60所示 图4-59 BCY-W3 图4-60 SFM –T3-A6.6V 图4-61 CAN-3/D5.9

  10. 金属外壳 依功率大小可选CAN系列，CAN-3/D5.9如图4-61所示。 • 贴片封装 如图4-62所示的SO-F*和SO-G* 系列的贴片式封装 图4-62 SO-F*和SO-G* 系列的贴片式封装

  11. （2）集成元件 • ①DIP（Dual Inline Package）——双列直插封装 图4-63 DIP16的外观及其封装

  12. 图4-64 SOP14器件的外观及其封装 图4-65 单列直插式SIP的元件和封装

  13. 图4-66 PLCC的外观及封装图 图4-67 PGA外观及其封装

  14. 图4-68 QUAD元件外观

  15. 技能2 分立元件封装的选择 • 相同的元件封装只代表了元件的外观是相同的，焊盘数目是相同的，但并不意味着可以简单互换。如图4-69所示的三极管2N3904，它有通孔式的，也有贴片式的，元件引脚排列有EBC（国产）、ECB（日产）和CBE（欧美产）三种，在PCB设计时，必须根据使用元件的管型选择合适的封装类型，否则会出现引脚错误问题。 图4-69 三极管2N3904

  16. 常用的分立元件封装选择如下 • （1）电阻 • 电阻的封装与功率有关。一般1/2W以下的电阻可以选择AXIAL-0.3（数值单位为inch），或者AXIAL-0.4。 • （2）二极管 • 直插式二极管的封装可选DIODE-0.4（数值单位为inch），如果用在电源部分可选DIODE-0.7，发光二极管选用LED-1。 • （3）三极管 • ①塑封 • 小功率三极管（1W以下）可采用默认值BCY-W3； • 中大功率三极管（几十W以上）可选SFM系列。 • ②金属外壳 • 依功率大小可选CAN系列 • （4）电容 • ①无极性电容 • 无极性电容常用的封装有RAD系列（数值单位为inch），和CAPR系列（数值单位为mm），封装尺寸可按以下规则选择： • 大约几十到几百PF选RAD-0.1；几百到几千PF选RAD-0.2；几万PF（0.01uF以上）选RAD-0.3。 • ②有极性电容 • 有极性电容外形为圆形的其封装为CAPPR系列（数值单位为mm）；外形为方形的其封装为CAPPA系列（数值单位为mm），封装尺寸可粗略按以下规则选择： • 1u及以下：CAPPR1.27-1.72.8； • 大于1u 且小于10u：CAPPR1.5-45； • 大于10u 且小于100u： CAPPR 2-56.8； • 大于100u 且小于1000u：CAPPR5-55； • 大于1000u：CAPPR7.5-1635。

  17. 技能3 带子件的元件及其封装 • 有些元件是由多个相同的功能单元（即子件）集成制造而成的，集成块内部的多个子件公用电源和地。只要元件的电源、地引脚正常供电，元件内部的各个子件都可以独立工作，当然也可以同时工作。 • 带子件的元件在原理图中的编号是由“元件号+子件号”构成的，同一元件的不同子件其元件编号是一样的，子件的编号不一样。子件编号可以用字母表示，也可以用数字表示。例如元件U1的第一个子件编号为U1A（或U1：1），U1的第二个子件编号为U1B（或U1：2），以此类推。

  18. 子件1 • 例如，元件74F08本身集成了四个与门，实物如图4-70（b）所示。在某个原理图中可能只用了其中某个子件，假设是子件1，它的第7脚（地）和第14脚（电源）在原理图中是隐藏的，如图4-70（a）所示，然而在PCB中是不能单独放置子件的，各个子件共用一个元件封装M14A，子件在元件中的位置如图4-70（c）所示。 电源 地 子件1 （a）元件的第一个子件 （b）元件实物74F08 （c）元件的封装 图4-70 元件及子件的对应关系

  19. 标准工具栏 放置工具栏 元件封装管理器 元件编辑界面 图4-71 元件封装编辑器 任务二 封装设计前的准备 技能1 元件封装编辑器 • 选择【文件】【创建】【库】【PCB库】命令，启动元件封装编辑器，在设计窗口中生成一个新的名为“PubLib1.PcbLib”的库文件，如图4-71所示。封装库文件创建后，可以添加或修改元件了。

  20. 技能2 元件封装尺寸 • （1）元件封装尺寸： • ①元件封装设计时必须注意元件的轮廓设计，元件的外形轮廓一般放在丝印层上，要求要与实际元件的轮廓大小一致。如果元件的外形轮廓画得太大，浪费了的空间；如果画得太小，元件可能无法安装。 • ②元件引脚粗细和相对位置也是必须考虑的问题。 • ③还要注意器件外形和焊盘位置之间的相对位置。因为常常有这种情况：器件外形容易量，焊盘分布也容易量，可是这二者的相对位置却难以准确测量。 • ④元件封装设计时还要注意引脚焊盘的设计。直插式焊盘放在多层Multi-layer，贴片式焊盘放在顶层。 • 设计直插式焊盘的重要尺寸有：焊盘的内径、外径、横向及纵向间距。 • 设计贴片式焊盘的重要尺寸有：焊盘的长、宽、横向及纵向间距。 • 提示：注意公英制的转换，它们之间的转换关系为： 1inch＝1000mil＝25.4mm

  21. 任务三 创建元件封装 • 建立一个新的元件封装库作为用户元件库，元件库命名为MyPcbLib.PcbLib。并将要创建的元件封装建立到该元件库中。 • 创建一个新元件的封装主要包括创建新元件、设置位置、放置焊盘、绘制封装外形、设置元件参考点和保存文件几个步骤。 • 创建新元件封装的方法包括以下三种： • ◆ 用户自定义方式； • ◆ 采用向导方式； • ◆ 利用向导生成再作修改。 • 接下来分别用三个案例说明三种封装的绘制方法。

  22. 案例1 手工绘制元件封装 • （1）创建新元件 • ①选择【工具】【新元件】命令，产生如图4-76所示的“元件封装向导”对话框。 • ②单击【取消】按钮，取消向导方式，进入用户自定义方式手工绘制。 • ③生成一个名字为 Component_1-duplicate的新的元件封装，双击该名称可以在对话框中输入新的名字DPDT-6 图4-75 元件的封装图

  23. （2）设置编辑位置 • （3）放置焊盘 • （4）绘制元件封装的轮廓 • （5）设置参考点 • （6）元件规则检查设置 图4-79 放置焊盘 图4-80 绘制完成

  24. 案例2 根据元件用户手册提供的尺寸图绘制封装 图4-83 SOP16的元件实物

  25. 由图4-83可知封装参数，从中选出绘制PCB封装的关键参数：由图4-83可知封装参数，从中选出绘制PCB封装的关键参数： • 元件的轮廓：长10mm，宽4mm（这两个尺寸在向导中可以不设置）。 • 焊盘大小：焊盘的长度取引脚贴装部分长度的两倍，观察图4-83（b），取贴装部分长度较大值（1.1mm）的两倍，即2.2mm； • 焊盘宽的取值：取引脚宽的最大值，或比最大值略大取到整数，观察图4-83（c），焊盘宽度取0.51mm。 • 焊盘中心距：横向相邻焊盘的中心距为1.27mm；纵向中心距：因为焊盘是加长到两倍的，所以中心距取两列引脚端点距离，观察图4-83（a），取值5.8mm。

  26. 操作步骤： • （1）选择【工具】【新元件】命令，打开“元件封装向导”对话框，单击【下一步】按钮，进入“元件封装向导”对话框，选择单位：Metric（mm），如图4-84所示。该对话框中用户可以选择元件封装的模式。 图4-84 “元件封装向导”对话框

  27. 图4-85 焊盘尺寸编辑对话框

  28. 图4-86 焊盘间距编辑对话框

  29. 图4-87 设置“元件引脚总数”对话框

  30. 图4-88 元件封装命名对话框

  31. 图4-89 完成后元件的封装

  32. 案例3 变压器的封装设计 图4-90可以看出，该封装不是标准的DIP封装，需要先用向导DIP10的封装然后再修改 图4-90 变压器的封装及尺寸信息

  33. （9）修改封装。 • ①删除多余的焊盘。本例中删除2、3和4号焊盘。 • ②修改焊盘的编号，将5、6、7、8、9、10分别改为2、3、4、5、6、7即可。 • ③修改轮廓线。结果如图4-98所示。 • 提示：在修改封装时不能修改焊盘参数，这是因为所有焊盘已经合理设置了。封装向导生成的元件封装的参考点全部默认1号焊盘，因此不需要重新设置参考点。 图4-97 向导生成DIP10的封装 图4-98 修改后的变压器封装

  34. 任务四 创建集成元件库 • 创建集成库的步骤： • （1）创建一个集成元件库项目。 • （2）添加源文件到集成库项目中。 • （3）点击原理图库文件，切换到SCH Library 面板下，查看是否已经添加封装，如果没加再添加封装。 • （4）将库包中的源库和模型文件编译到一个集成库中。 • 编译后系统会自动激活【元件库】面板，编译过程中的所有错误或警告会显示在Message消息面板，如果出错，修改后再次编译集成库

  35. 谢谢！

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