PCB电路板PCB元器件的制作

1、PCB电路板PCB元器件的制作PCB 元器件的创建一、实验目的1 、了解 PCB 元器件库文件的创建方法。2 、掌握 PCB 元件封装的复制方法。3 、掌握 PCB 元件库封装的创建方法二、实验仪器计算机 DXP2004 软件三、任务1 、新建 PCB 库文件2 、制作电话接听器中的开关、变压器元件的 PCB 元器件。3 、将常用的电子元件的 PCB 封装复制到新建的元件库文件中四、实验过程4.1PCB 库文件的创建执行菜单 File/New/Library/PCBLibrary 命令；或者在 Project 工作面板中点击右键， 选择 AddNewtoProject/PCBLibrary,

2、新建一个 PCB 元件库文件。 然后保存为 MYLIB.PCBLIB 。 4.2 创建新的 PCB 元件4.2.1PCB 元器件创建的相关常识PCB 元器件是指元器件的封装形式，反映了元器件的外形和焊点的位置。 PCB 元器件上 表示的焊点编号、大小和位置一定要与实际元件一一对应。PCB 电路板设计中，用的单位有英制（ mil ）和公制（ mm ）两种，两者之间的转换关系 为： 1mm=40mil 。在 PCB 电路板设计和 PCB 元器件设计中，两种单位的自动切换的快捷方 式为“ Q ”,即按下键盘 Q 键就可以自动切换。系统将 PCB 设计和 PCB 元件库设计编辑界面划分为宽度为100m

3、il的方格，鼠标移动工程中，在左下角的状态栏中可以指示对应的坐标值, 如下图1所示。图1PCB元件库编辑区在创建新的PCB元件的时候，要将新的元件放置在坐标的原点附近。原点的定位方法为 Ctrl+E nd键。也可以通过菜单命令对平面坐标重新定义坐标的原点。执行菜单Edit/SetReferenee命令，如下图2所示，有三个选项的设置。Pin1 ：表示将新建元件的第一个引脚设置为坐标的原点Center:表示将新建元件的中间位置设置为坐标的原点。Loeation:将鼠标任意指定的位置设置为坐标原点。PCB元器件库创建的常用主要工具有：焊盘( Pad )、直线(Line)、圆弧工具。直线、圆 弧要放

4、置在电路板的 TopOverlay 层。焊盘放置在 Multi-Layer 层。焊盘、直线、圆弧的放置 命令在菜单Place下选择。测量物体尺寸的工具的快捷方式为Ctrl+M 4.2.2设计新的PCB元器件(1 )开关设计打开前边新建的文件打开，双击元器件PCBPONENT_1 ”，打开“ PCBLibraryponent对话框，将元器件的名称设为SW。然后，在Multi-Layer放置三个焊盘，焊盘的编号 Designator分别为1、2、3，内径 HoleSize 为 30mil，外边形状 X-Siza=100mil焊盘1的设置如下：，Y-Size=100milMYLIB.PCBLIB，选

5、择PCBLibrary工作面板，将PCB元器件编辑管理器图3Pad设置对话框三个焊盘在同一垂直线上，焊盘之间的距离为 250mil。在焊盘外围，用一个长方形围住。 长方形的用直线连接，放在 TopOverlay，呈现黄色。焊盘1对应平面坐标的原点。设计好的 开关封装如图4所示。（2）变压器PCB封装设计PCB元器件编辑管理器工作面板中，点击右键，选择NewBlankponent，双击“ PCBPONENT_1 ”元件，将变压器的名字保存为TPCB。然后用Ctrl+End命令，定位坐标的中心点。在编辑区域，放置四个焊盘并设置边框。如图6所示。焊盘的内径 30mil,外边形状X-Siza=100m

6、il ，Y-Size=100mil 。焊盘1与焊盘3的中心距离为 12mm，焊盘1与焊盘RB.1/.2,两个焊盘的距离为2的中心距离为5mm，焊盘1的中心离上边的边框 5mm，离左边框的距离为 1.6mm 。（3）麦克风PCB封装PCB元器件编辑管理器工作面板中新建麦克风的 封装MIC，封装参数如下图7所示，焊盘的距离为100mil，圆的半径为 132mil。（4）电解电容封装PCB元器件编辑管理器工作面板中新建电解电容的封装 100mil，圆的半径为100mil，形状跟图7的麦克风PCB封装类似，将1脚标志为正极。4.2.3系统库当中的PCB封装在DXP2004 软件中，包含有常用的电阻元件

7、的封装。各类常用元件的封装的名称 和参数如下描述。(1) 电阻直插电阻的封装名称为 AXIAL-0.3 、AXIAL-0.4 、AXIAL-0.5 、 AXIAL-0.6 、 AXIAL-0.7 、 AXIAL-0.8 、 AXIAL-0.9 、 AXIAL-1.0 。名称后边的数字表示电阻两个焊点之间对应的距离， 0.3 表示 300mil,0.4 表示 400mil, 依次类推。常用电阻的封装结构如下图 8 所示。 AXIAL-0.4 是最常用的。(2) 无极性电容直插式无极性电容的封装名称为 RAD-0.1 、 RAD-0.2 、 RAD-0.3 、 RAD-0.4 。数字 0.1 表示

8、两个焊盘的距离为 100mil ，0.2 为 200mil ，0.3 为 300mil ，0.4 为 400mil 。常用直插式 无极性电容的封装结构图如图 9 所示。 RAD-0.1 是最常用的。(3) 电解电容系统MiscellaneousDevices.lnILib库中电解电容的封装名称有CAPPR2-5 X6.8 ,CAPPR1.5 X4.5 , CAPPR5.5 X5等等。通常，电解电容的两个焊盘的距离为 100mil或200mil , 实际应用中，应根据实际的焊盘距离选择封装。(4) 二极管 ：DlODE-0.4 ， DlODE-0.7 。(5) 三极管 :TO-92A,BCY-W

9、3(6) 直插式集成块DlP-8,DlP-12,DlP-16 等等。通常后边的数字表示集成块有几个引脚，如 8 脚的集成块 就用 DlP-8 的封装， 40 脚的集成块就用 DlP-40 的封装。(7) 排针封装通用排针的封装在习题Miscella neousCo nn etctors圭寸装库中，名字为HDRm xn,其中，m表示有几排，n表示每排有 多少个。如HDR1 X2表示单排2个口的插针。五、思考题1、PCBLibrary元件库文件该如何创建2、如何在PCB元器件编辑管理器工作面板中新建一个空白的元件，并修改名字3、新建元件的时候，焊盘放在哪个层面？元件的外围如直线、圆弧等放在哪个层面

10、?4、英制与公制用哪个快捷方式切换。两种单位的转换公式是什么？5、常用的元件如电阻、电容、二极管、三极管、集成块、排针的封装是什么?6、测量距离的快捷方式是什么？PCB电路板设计一、实验目的1、掌握PCB电路板单面板设计的方法2、掌握布线规则设置、层面选择、层面设置的方法。3、掌握PCB电路设计完成后的规则检查和修改完善的方法。二、实验器材：电脑、DXP2004软件三、实验任务：完成电话接听器原理图的 PCB电路板设计四、实验过程4.1创建PCB文件执行菜单 File/New/Library/PCB 命令；或者在 Project 工作面板中点击右键，选择 AddNewtoProject/PCB

11、,新建一个PCB文件。然后保存为：电话接听器.PCBDOC。选择工作层面为，执行Place/Line 命令，绘制一个65mm X60mm 的矩形框，作为电气边界和物理边界。4.2设置原理图文件要完成原理图文件向 PCB文件的转换，必须给原理图文件中的每个元件指定元件封装。双击原理图的中文件，如电阻R1，进入ponentproperties对话框，如下图1所示，看看Footprint 中的设置是否为 AXIAL-0.4,如果不是，则双击Footprint,进入PCBModel对话框, 如图2所示。将 Footprint 设置为 AXIAL-0.4。图1元件属性图2元件封装属性设置在图 2 中，在

12、 Name 中输入 AXIAL-0.4 , PCBLibrary 中设为 any，如果在 SelectFootprint 中看不到选择的元件模型，在可以点击Browse按钮，进行查找。将电话接听器原理图中的各类元件封装按下表设置。元件名称兀件编号PCB封装描述PCB兀器件所在库名称插件JHDR1 X2Miscella neousC onn ectors集成块U1DIP-8Miscella neousDevices二极管D1D4DIO10.46-5.3 X2.8Miscella neousDevices三极管Q1Q4TO-92AFSCmTelepho neCircuit电阻R1R20AXIAL-

13、0.4Miscella neousDevices电容C1RAD-0.3Miscella neousDevices电容C2C7,C9,C14RAD-0.1Miscella neousDevices电解电容C8、C10C13CAPPR2-5 X6.8Miscella neousDevices扬声器Y1、Y2HDR1 X2Miscella neousC onn ectors麦克风MKMK自制开关KSW自制变压器TTPCB自制4.3原理图向PCB电路板转换打开原理图文件电话接听器.SchDoc ”文件，然后，执行Design/UpdataPCBDocument 电话接听器.PCBDoc命令。进入 En

14、gineeringChangeOrder对话框，如下图 3所示。图3工程订单变化对话框进入图3后，点击ValidateChanges（使变化生效）按钮，对原理图进行检查，如果检测没有错误，则在 StatusCheck（状态检测）下用表示；如果出现了错误，在用表示。出现了错 误，要根据错误的提示信息，关闭对话框，回到原理图中，继续修改，直到没有一个错误为 止。执行 ValidateCha nges 按 钮，StatusCheck（下全部用提示没有正确后，点击 ExecuteChanges （执行变化）按钮，就可以把原理图的连接信息通过网络表映射到PCB图中。此时，在PCB电路图中会列出原理图中的

15、所有元件的网络表信息，如图4所示。图4网络表和元器件的载入结果4.4对元器件进行人工布局刚载入网络表和元件，要进行元件布局，才能进行布线。虽然软件具有自动布局的功能,但基本都是靠人工布局完成，电话接听器中没有特殊的元器件，可以按照功能进行布局。以每 个 功 能 电 路 为 核 心, 围 绕 这C个核心电路进行布局，元件安排应该均匀、整齐、紧凑，原则是减少和缩短各个元件之间的 引线和连接。数字电路部分应该与模拟电路部分分开布局。图中，可以三极管、集成块为核 心，进行元件手工布局的结果如下图5所示。图5元件手工布局的结果4.5布线规则设置完成元件布局之后，可以准备手工布线。在手工布线之前，先要设置

16、手工布线的导线宽度。在图5所示的PCB电路图设计界面，点击鼠标右键，选择Design/Rules,就可进入设计规则设置对话框，手工布线的时，有几个规则需要设置。（1 ）导线宽度如下图6所示，在 Routi ng 下的 Width 选项中，Min Width表示布线的最小宽度，MaxWidth表示设置最大的导线宽度，PreferredWidth 表示当前选择的布线宽度， 必须在最大值和最小值之间。图6布线宽度设置2）安全间距Clearanee点击图6中的Electrical下的Clearanee选项，进入图7所示的安全间距设置对话框。安全间距表示连接导线，放置元件的时候，元件与元件之间、导线与导

17、线之间或者导线与焊 盘之间允许的最小距离。默认为10mil。4.6手工布线完成不行规则的设置之后，可以进行手工布线。将peb的层面选择为 BottomLayer ，进行单面板布线。布线后的结果如下图8所示。图8手工布局后的结果4.7手工布线之后的线路完善处理（1 ）修改焊盘的大小。由于实验室生产电路板的时候，用的钻头的直径比较大，通常要求PCB图中的焊盘的外部直径至少要80mil，内径要30mil。图8所示的元件的焊盘的修改可以用鼠标 双击要修改的焊盘，进入Pad对话框，直接修改X-Size 和 Y-Size 尺寸来 修改，也可以用ZT jl It和场前j .i-Z - _ClClLDCKfl

18、Q钿肚瀚dDbfBct 5peciiKCT-14-amc-Paslf- Mask E 二耳土为叶L沖Com- nne-nlM皿俅rMfflCl.lPsd ibrite I L-3isadXEsfill La.-| 沁冋l琴购I?r .yiFindSimilaiObject 命令来修改。将鼠标移到图 8 所示的电容 C1 的 1 脚，单击鼠标左键，然后点击右键，选择 FindSimilaiObject ，进入图 9 所示的对话框。在图 9 中，通过设定匹配的 参数，来选择元件。如将图中X-Size = 47.244和Y-Size=47.244的全部焊盘挑选出来，将图 9 中的 X-Size 的设

19、置为 Same,Y-Size 设为 Same 就行了。然后点击 Apply 按钮确认。这 时， PCB 图中，就会将符合匹配要求的焊点用高亮度显示，其它图形变暗。然后，再点击OK按钮， 进入 Inspector 对话框， 修改符合条件的 X-Size 与 Y-Size 的外边直径， 如图 10 所示。 修改了 PadXSize 和 PadYSize 后，要按下回车确认。修改完后，点击图 10 右上脚的，关闭 对话框，回到 PCB 编辑界面。此时， PCB 编辑界面上的图形仍然时选中的焊盘高亮度显示， 其它都很暗。点击 PCB 界面右下角的 Clear 按钮或者菜单下边的快捷图标可回复到正常的显

20、 示。用这种方法，将电阻、电解电容、集成块、扬声器、插件的焊盘的XSize 与 Y-SIZE 改为80mil 。如果在修改元件焊盘的尺寸之后， PCB 图中出现了绿色的警告，说明元件焊盘与导线 或者焊盘与焊盘靠得过于近了甚至短路了，要稍微移动元件的位置或者对元件进行局部的修 改。（2 ）加泪滴执行菜单Tools/Teardrops 命令，跳出的对话框中选择 0K,就会自动地给每个焊盘加上 泪滴。加泪滴前后导线与焊盘交接处的变化如图 11 所示。从图可知，加了泪滴之后，导线跟 焊盘的接触面积增大了，焊盘的的牢固性也就加强了。（3 ）添加文字标准文字标注分英文和中文两种。英文字母与数字可以利用菜单Place/String 命令，或者快捷图标来添加。放置之前，按下 Tab 键，进入字符串 String 属性修改对话框如图 12 所示。在 Text 中输入英文字母或数字， Layer 中选择层面 ,如果层面设置为 BottomLayer, 则要将Mirror（镜像）选项选中。在DXP2004 的String中，不能输入中文字符，一个字符汉化插件才能写入中文字符。打开