《基于Altium Designer 10的电子线路CAD设计》高职课件第7章 创建元件库及元件封装

1、基于Altium Designer 10 的电子线路CAD设计 主讲教师7.1原理图库编辑器的界面及参数设置7.2创建PCB元件库及封装7.3元件封装检错和元件封装库报表7.4创建项目元件库7.5项目实训第7章 创建元件库及元件封装使学生了解熟悉Altium Designer 10原理图库、PCB元件库编辑器环境参数的设置。掌握绘制原理图符号和PCB封装的一般方法和步骤。学习重点第7章 创建元件库及元件封装在Altium Designer 10中，提供的库文件有两种，分别是分立库(原理图库、PCB元件库)和集成库文件。其中，集成库需要先建立一个库文件包（*.LibPkg），库文件包是集成库的基

2、础，库文件包经由系统编译之后，会把集成库所需的分立原理图库、PCB元件库以及其他功能模块文件有机地结合在一起，使之成为一个整体，使加载库时更加方便。新建一个集成库文件包和原理图库的步骤如下。（1）执行【File】【New】【Project】【Integrated_Library】菜单命令，Projects面板将显示新建的库文件包，默认名为称“Integrated_Library.LibPkg”。7.1.1 创建集成库文件包和原理图库7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置（2）在Projects面板上，右击库文件包名，在弹出的快捷菜单上单击Save Project As.命令，在弹出的对话框中选

3、定适当的路径，输入名称“New Integrated_ Library1.LibPkg”，单击保存按钮。如图所示。7.1.1 创建集成库文件包和原理图库7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置创建原理图元件库（3）创建原理图库。执行【File】【New】【Library】【Schematic Library】菜单命令，如图所示。在Projects面板上将显示新建的原理图库，默认名称为“Schlib1.SchLib”。7.1.1 创建集成库文件包和原理图库7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置创建原理图库文件（4）执行【File】【Save As.】菜单命令，将库文件保存“MySchlibl.Sc

4、hLib”。（5）单击SCH Library标签，打开SCH Library面板，如图所示。如果SCH Library标签未出现，单击编辑器窗口右下角的SCH按钮,从弹出的菜单中选择“SCH Library”即可。7.1.1 创建集成库文件包和原理图库7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置SCH Library管理面板1.Components（元件）区域Components区域用于对当前元件库中的元件进行管理，如进行放置、添加、删除和编辑等操作。在新建的原理图元件库中只包含一个新的名称为“Component_1”的元件。Components区域上方的文本框用于设置元件的过滤项，在其中输入需要查

5、找的元件起始字母或者数字，随即会在Components区域显示相应的元件。Place：将选定的元件放置到当前原理图中。Add：在该库文件中添加一个元件。Delete：删除选定的元件。Edit：编辑选定的元件属性。7.1.2 原理图库编辑器的工作面板7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置2.Aliases（别名）栏在该栏中可以为同个库中元件的符号设定另外的名称，比如，有些库元件的功能、封装和引脚形式完全相同，但由于产自不同厂家，其元件型号并不完全一致。对于这样的库元件，没有必要再单独创建一个原理图符号，只需要为已经创建的其中一个库元件的原理图符号添加一个或多个别名就可以了。其中按钮功能为：Add

6、：为选定元件添加一个别称。Delete：删除选定的别称。Edit：编辑选定的别称。 7.1.2 原理图库编辑器的工作面板7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置3.Pins（引脚）栏在元件栏中选定一个元件，将在引脚栏中，列出该元件所有引脚信息，包括引脚的编号、名称、类型。其中按钮功能为：Add：为选定元件添加一个引脚。Delete：删除选定的引脚。Edit：编辑选定引脚的属性。7.1.2 原理图库编辑器的工作面板7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置4.Model（模式）栏在元件栏中选定一个元件，将在面板最下面的模型栏中列出该元件的其他模型信息，如PCB封装、信号完整性分析模型、VHDL模型等。

7、通常，由于只需要库元件的原理图符号，相应的库文件是原理图文件，所以该栏一般不用。其中按钮功能为：Add：为选定的元件添加其他模型Delete：删除选定的模型。Edit：编辑选定模型的属性。7.1.2 原理图库编辑器的工作面板7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置由于原理图库编辑器中的主菜单栏及标准工具栏的功能和使用方法与原理图编辑器环境中的基本一致，在此不再重述。现在，主要对实用工具中的原理图符号绘制工具栏、IEEE符号工具栏及模式工具栏进行简要介绍。7.1.3 原理图库编辑器的工具栏7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置图纸符号绘制命令在原理图库文件的编辑器中，执行【Tools】【Docum

8、ent Options】文档选项菜单命令，则弹出如图所示的库编辑器工作区对话框，可以根据需要设置相应的参数。7.1.4 设置原理图库编辑器的工作区参数7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置设置库编辑器工作区参数该对话框与原理图编辑器中的Document Options（文档选项）对话框的内容相似，这里只对不同的选项进行介绍，用户可以参照原理图编辑器中的Document Options对话框进行设置。 Show Hidden Pins复选框：用来设置是否显示库元件的隐藏引脚。若选中该复选框，则元件的隐藏引脚将被显示出来，但并没有改变引脚的隐藏属性。要改变其隐藏属性，只能通过引脚属性对话框来完成。

9、 Use Custom Size复选框：选中该复选框，可以在下面的X、Y文本框中分别输入自定义图纸的高度和宽度。7.1.4 设置原理图库编辑器的工作区参数7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置 Library Description文本框：用于输入对原理图库文件的说明。用户可以根据自己创建的库文件，在该文本框中输入必要的说明，可为系统查找元件库提供相应的帮助。另外，执行【Tools】【Schematic Preferences】菜单命令，则弹出Preferences对话框。此时，可以对其他的一些有关选项进行设置，设置方法与原理图编辑器中完全相同。7.1.4 设置原理图库编辑器的工作区参数7.1

10、 原理图库编辑器的界面及参数设置1.绘制原理图库文件的原理图符号（1）执行【File】【New】【Library】【Schematic Library】原理图库菜单命令，创建一个新的原理图库文件，命名为“My Schlibl.SchLib”。（2）执行【Tools】【Document Options】菜单命令，在弹出的库编辑器工作区对话框中，进行工作区参数设置。（3）为新建的原理图符号命名。（4）单击原理图符号绘制工具栏中的放置矩形按钮，则光标变成“十”字形，并附有一个矩形符号。7.1.5 绘制原理图库元件7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置（5）两次单击鼠标左键，在编辑器的第四象限绘制一个

11、矩形。如图所示。矩形用来作为库元件的原理图符号外形，其大小应根据库元件引脚数的数目来决定。由于HD7279A采用28引脚DIP封装形式，因此应画成矩形,并画得大一些,以便于引脚的放置，引脚放置完毕，可以再适当调整尺寸。7.1.5 绘制原理图库元件7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置绘制元件矩形方块2.放置引脚（1）单击原理图符号绘制工具栏中的放置引脚按钮，则光标变成“十”字形，并附有一个引脚符号。（2）移动该引脚到矩形边框处，单击左键完成放置，如图所示。放置引脚时，一定要保证具有电气特性的一端，即带有“”号的一端朝外，此时，还可通过按Space键旋转来实现放置引脚的方向。7.1.5 绘制原理

12、图库元件7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置放置元件引脚（3）在放置引脚时，按下Tab键，或者双击已放置好的引脚，系统弹出如图所示的Pin Properties(引脚属性)对话框，可以对引脚的各项属性进行编辑和设置。7.1.5 绘制原理图库元件7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置“引脚属性”对话框（4）设置完毕，单击按钮，关闭对话框。（5）按照同样的操作，或者使用队列粘贴功能，完成其余27个引脚的放置，并设置好相应的属性。完成的元件如图所示。7.1.5 绘制原理图库元件7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置完成放置引脚的元件3.编辑元件属性（1）双击SCH Library面板原理图符号名称

13、栏中的库元件名称HD7279A，则系统弹出Library Component Properties（库元件属性）对话框，如图所示。（2）设置完毕,单击OK按钮，关闭对话框。7.1.5 绘制原理图库元件7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置“库元件属性”对话框4.编辑字体属性执行【Place】【Text String】字符串菜单命令，或者单击原理图符号绘制工具栏中的放置文本字符串按钮，光标变成“十”字形，并带有一个文本字符串。移动光标到原理图符号中心位置处，此时按下Tab键或者双击字符串，则系统会弹出Annotation(注释)对话框。如在该对话框内输入“显示驱动”，如图所示，单击OK按钮。至此

14、，已完整地绘制了“HD7279A”的元件符号。以后在绘制电路原理图时，只需要将该元件所在的库打开，就可以随时使用该元件了。7.1.5 绘制原理图库元件7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置7.1.5 绘制原理图库元件7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置字符串注释对话框利用7.1.5节所建立的原理图库“My Schlibl.SchLib”，添加一个复合式库元件“LM358”。LM358是一个内部包括两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，采用8引脚的DIP封装形式。绘制复合式库元件的步骤如下。1. 绘制元件的第一个子部件2.放

15、置引脚3.创建元件的第二个子部件7.1.6 绘制复合式库元件7.1 原理图库编辑器的界面及参数设置元件（芯片）的封装在PCB上通常表现为一组焊盘、丝印层上的边框及芯片的说明文字。焊盘是封装中最重要的组成部分，用于连接芯片的引脚，并通过导线连接其他焊盘，进一步连接焊盘所对应的芯片引脚，完成电路板的功能。在封装中，每个焊盘都有唯一的标号，以区别于其他焊盘。丝印层上的边框和说明文字主要起指示作用，指明焊盘组所对应的芯片，方便PCB的焊接。焊盘的形状和排列是封装的关键组成部分，确保焊盘的形状和排列正确才能正确地建立一个封装。对于安装有特殊要求的封装，边框尺寸也要绝对正确。7.2.1 封装概述7.2 创

16、建PCB元件库及封装在实际中，根据元件采用安装技术的不同，可分为插入式技术和表面贴式技术。安装插入式封装元件时，元件安置在板子的一面，将引脚穿过PCB焊接到另一面上。插入式元件需要占用较大的空间，并且要为每只引脚钻一个焊盘孔，所以它们的引脚会占据两面的空间，而且焊点也比较大。但插入式元件与PCB连接较好，机械性能好，如排线的插座、接口板插槽等类似的界面都需要有一定的耐压能力，通常采用THT封装。表面贴式封装的元件，引脚焊盘与元件在同一面。这类元件一般比插入式元件体积要小，而且不必为焊盘钻孔，甚至还能在PCB的两面都焊上元件。因此，与使用插入式元件的PCB相比，使用表面贴式元件的PCB上元件布局

17、密集，体积小。此外，表面贴式元件比插入式元件要便宜，因此，在PCB上广泛采用表贴元件。7.2.2 常用封装介绍7.2 创建PCB元件库及封装进入PCB库编辑器的步骤如下。（1）新建一个PCB库。执行【File】【New】【Library】【PCB Library】PCB库菜单命令，即可打开PCB库编辑器，并新建一个空白PCB库“PcbLib1.PcbLib”。（2）保存并更改该PCB库的名称，右击该文件名“PcbLib1.PcbLib”，在快捷菜单中选择“Save As.”,在弹出的“保存”对话框中改名为“My PcbLib1.PcbLib”。此时，可以看到在Projects（项目）面板中的P

18、CB库文件，同时进入库编辑器环境中，如图所示。7.2.3 PCB库编辑器的界面7.2 创建PCB元件库及封装7.2.3 PCB库编辑器的界面7.2 创建PCB元件库及封装PCB库编辑器的界面进入PCB库编辑器后，同样需要根据要绘制的元件封装类型对编辑器环境进行相应的设置。PCB库编辑器的环境设置包括：Library Options（库选项）、LayersColors（层和颜色）、Layer Stack Manager（层栈管理器）和Preferences（属性）。7.2.4 PCB库编辑器的环境设置7.2 创建PCB元件库及封装1.Library Options（库选项）设置在主菜单中执行【T

19、ools】【Library Options】菜单命令，或者在工作区单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Library Options命令，即可打开Board Options（板选项）对话框，如图所示。7.2.4 PCB库编辑器的环境设置7.2 创建PCB元件库及封装Board Options对话框2.LayersColors（层和颜色）设置 在主菜单中执行【Tools】【Layers & Colors】菜单命令，或者在工作区单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Board Layers & Colors命令，即可打开View Configurations（视图配置）对话框，如图所示。7.2.4 PCB库

20、编辑器的环境设置7.2 创建PCB元件库及封装View Configurations对话框3.Layer Stack Manager（层栈管理器）设置在主菜单中执行【Tools】【Layer Stack Manager】菜单命令，或者在工作区单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Layer Stack Manager命令，即可打开Layer Stack Manager（层栈管理器）对话框，如图所示。7.2.4 PCB库编辑器的环境设置7.2 创建PCB元件库及封装Layer Stack Manager对话框4.Preferences（属性）设置在PCB库编辑器的主菜单中执行【Tools】【Prefe

21、rences】菜单命令，或者在工作区单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Preferences命令，即可打开Preferences（属性）对话框，如图所示。进行相应设置后，单击按钮，退出对话框。至此，PCB库编辑环境设置已完成。7.2.4 PCB库编辑器的环境设置7.2 创建PCB元件库及封装Preferences对话框下面用PCB元件向导来创建元件封装。PCB元件向导通过一系列对话框来让用户输入参数，最后根据这些参数自动创建一个封装。具体操作步骤如下。（1）执行【Tools】工具【Component Wizard】元件向导菜单命令，系统弹出“元件向导”对话框，如图所示。7.2.5 用PCB元件向

22、导创建元件封装7.2 创建PCB元件库及封装“元件向导“对话框（2）单击Next按钮，进入元件封装模式选择界面，如图所示。在模式列表中列出了各种封装模式，这里选择Dual Inline Packages(DIP)。另外在下面的选择单位栏内，选择公制单位Metric（mm）。7.2.5 用PCB元件向导创建元件封装7.2 创建PCB元件库及封装元件封装模式选择界面（3）单击Next按钮，进入焊盘尺寸的设定界面，如图所示。在这里输入焊盘的尺寸值，长为2.5mm，宽为1.2mm，孔径为0.8mm。7.2.5 用PCB元件向导创建元件封装7.2 创建PCB元件库及封装焊盘尺寸设置（4）单击Next按钮

23、，进入焊盘形状的设定界面，如图所示。在这里使用默认设置，令第一脚为方形，其余脚为圆形，以便于区分。另外，将焊盘间距设置为“2.5mm”，列间距设置为“15.2mm”。7.2.5 用PCB元件向导创建元件封装7.2 创建PCB元件库及封装焊盘形状及间距设置（5）单击Next按钮，进入轮廓宽度的设置界面，如图所示。这里使用默认设置“0.2mm”。7.2.5 用PCB元件向导创建元件封装7.2 创建PCB元件库及封装轮廓宽度设置（6）单击Next按钮，进入焊盘数量的设置界面，参数设置为“28”，如图所示。7.2.5 用PCB元件向导创建元件封装7.2 创建PCB元件库及封装焊盘数量的设置（7）单击N

24、ext按钮，进入封装命名界面，如图所示。封装命名为“MYDIP28”。7.2.5 用PCB元件向导创建元件封装7.2 创建PCB元件库及封装封装命名设置（8）单击Next按钮，进入封装制作完成界面，如图所示。单击按钮退出元件向导。7.2.5 用PCB元件向导创建元件封装7.2 创建PCB元件库及封装封装制作完成当一个元件的原理图符号库和PCB封装库都设计好之后，还需要对原理图库内的元件指定PCB封装，在元件的属性中将PCB封装与原理图符号结合起来，这就是设置元件封装参数。具体方法和步骤如下。1.进入元件编辑属性对话框2.设置元件的原理图标号前缀及显示名称3.设置元件的默认电气参数4.添加PCB

25、封装7.2.6 设置元件封装的参数7.2 创建PCB元件库及封装1.创建新的空元件文档打开PCB元件库“My PcbLib1.PcbLib”，执行【Tools】【New Blank Component】空白元件菜单命令，这时在PCB Library面板的元件框内会出现一个新的元件PCBCOMPONENT_1。双击文件名“PCBCOMPONENT_1”，在弹出的“PCB库元件”对话框中将元件名称改为“NewNPN”。2.编辑工作环境在主菜单中执行【Tools】【Library Options】库文件选项菜单命令,或者在工作区单击右键,在弹出的快捷菜单中选择Library Options（库文件选

26、项）命令，即可打开Board Options(板选项）对话框进行设置。若要保持默认设置，单OK击按钮,退出对话框。7.2.7 手工创建PCB库元件7.2 创建PCB元件库及封装3.设置工作区颜色颜色的设置可根据用户喜好进行设置。4.Preferences（属性）设置执行【Tools】【Preferences】属性菜单命令，或者在工作区单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Preferences（属性）命令，即可打开Preferences对话框。对各项使用默认设置即可，单击OK按钮,退出对话框。7.2.7 手工创建PCB库元件7.2 创建PCB元件库及封装5.放置焊盘单击编辑器下方Top layer的

27、按钮，执行【Place】【Pad】焊盘菜单命令，光标会变成 “十”字形，并附着一个焊盘，如图所示。移动光标至合适位置，单击左键确定焊盘的位置，再次点击左键即可放置一个焊盘。按照同样的方法放置另外两个焊盘7.2.7 手工创建PCB库元件7.2 创建PCB元件库及封装放置焊盘6.绘制轮廓线放置焊盘完毕后，需要绘制元件的轮廓线。所谓元件轮廓线，就是该元件在电路板上占据的空间大小，轮廓线的形状和大小取决于实际元件的形状和大小，通常需要测量实际元件。7.2.7 手工创建PCB库元件7.2 创建PCB元件库及封装7.绘制一段直线单击工作区下方标签栏中的Top Overlay项，将活动层设置为顶层丝印层。执

28、行【Place】放置【Line】线菜单命令，光标变为“十”字形，单击鼠标左键确定直线的起点，移动光标到合适位置，再次单击鼠标左键确定直线的终点。单击鼠标右键或者按Esc键结束绘制直线，结果如图所示。7.2.7 手工创建PCB库元件7.2 创建PCB元件库及封装绘制一段直线8.绘制一条弧线执行【Place】放置【Arc (Center)】弧线菜单命令，光标移至坐标原点，单击鼠标左键确定弧线的圆心，移动鼠标至直线的任一端点，再次单击鼠标左键确定圆弧的直径。然后在直线两个端点两次单击鼠标左键确定该弧线。结果如图所示。单击鼠标右键或者按Esc键结束绘制弧线。7.2.7 手工创建PCB库元件7.2 创建

29、PCB元件库及封装绘制弧线9.设置元件参考点执行【Edit】编辑【Set Reference】属性设置【Pin 1】【Center】或【Location】，用户可以自己选择合适的元件参考点。至此，手工封装制作就完成了，可以看到PCB Library面板的元件列表中多出了一个“New-NPN”。PCB Library面板中列出了该元件封装的详细信息。7.2.7 手工创建PCB库元件7.2 创建PCB元件库及封装1.找到并打开相应的库2.查找元件3.修改和提取元件符号4.完成修改或提取操作7.2.8 提取现成库内封装或修改库内封装 7.2 创建PCB元件库及封装1.元件封装的测量 为了检查元件封装

30、绘制是否正确，在封装设计系统中提供了与PCB设计中一样的测量功能。对元件封装的测量和在PCB上的测量相同，这里就不再重复了。 2.元件封装的信息报表 在PCB Library面板的元件封装列表中，选中一个元件后，执行【Reports】【Component】菜单命令，系统将自动生成该元件符号的信息报表，工作窗口中将自动打开生成的报表，如图所示。列表中给出了元件的名称、所在库、创建日期和时间，并给出了元件封装各个组成部分的详细信息。7.3 元件封装检错和元件封装库报表7.3 元件封装检错和元件封装库报表7.3 元件封装检错和元件封装库报表7.3 元件封装检错和元件封装库报表查看元件封装信息报表3.

31、元件封装错误信息报表Altium Designer 10提供了元件封装错误的自动检测功能。执行【Reports】【Component Rule Check】元件规则检查菜单命令，系统将弹出Component Rule Check（元件规则检查）对话框，可以设置元件封装错误检测的规则，如图所示。7.3 元件封装检错和元件封装库报表7.3 元件封装检错和元件封装库报表“元件规划检查”对话框4.元件封装库的信息报表执行【Reports】【Library Report】库报告菜单命令，系统将生成元件封装库的信息报表。这里对创建的“My PcbLib1.PcbLib”元件封装库进行分析，得出以下报表。如

32、图所示。7.3 元件封装检错和元件封装库报表7.3 元件封装检错和元件封装库报表元件封装库信息报表（1）打开项目“开关电源电路.SchDoc”原理图文件，进入电路原理图的编辑环境中。（2）执行【Design】【Make Schematic Library】制作原理图库菜单命令，则系统自动在本项目中生成了相应的原理图库文件，并弹出如图所示的提示信息对话框。7.4.1 创建项目元件库7.4 创建项目元件库提示信息对话框（3）单击OK按钮，关闭对话框，系统自动切换到库文件编辑环境中，如图所示。7.4.1 创建项目元件库7.4 创建项目元件库创建项目元件库（4）打开SCH Library面板，在原理图

33、符号名称栏中列出了所创建的项目元件库中的全部库元件，涵盖了本项目所有用到的元件。如果选择其中一个，则在原理图符号的引脚栏中会相应显示该库元件的全部引脚信息，而在模型栏中会显示出该库元件的其他模型。7.4.1 创建项目元件库7.4 创建项目元件库建立了项目元件库以后，可以根据需要，很方便地对该项目中所有用到的元件进行整体的编辑、修改，包括元件属性、引脚信息及原理图符号形式等。将自行设计的“开关电源电路.SchDoc”和“放大器.SchDoc”两张原理图建成项目元件库，这两张原理图都用到了同一个元件“2N3904”。现在来修改这2个子原理图中元件“2N3904”的引脚属性，通过修改项目元件库中的“

34、2N3904”来完成。7.4.2 使用项目元件库更新原理图7.4 创建项目元件库（1）逐一打开“开关电源电路.SchDoc”和“放大器.SchDoc”。如图所示为“放大器.SchDoc”的局部电路图。7.4.2 使用项目元件库更新原理图7.4 创建项目元件库更新前的局部放大器原理图（2）打开该项目的项目元件库“开关电源电路.SCHLIB”。（3）打开SCH Library面板，在原理图符号名称栏中，单击“2N3904”，打开Pin Properties(引脚属性)对话框，对该元件进行相应引脚的编辑，如图所示。7.4.2 使用项目元件库更新原理图7.4 创建项目元件库“引脚属性”对话框（4）在“

35、开关电源电路.SCHLIB”编辑环境下，执行【Tools】【Updated Schematic】更新原理图菜单命令，系统弹出更新提示框。此时，点击OK按钮，元件库自动更新原理图。在“开关电源电路.SchDoc”和“放大器.SchDoc”原理图中，所对应的更新电路如图所示。7.4.2 使用项目元件库更新原理图7.4 创建项目元件库项目元件库更新后的原理图创建项目的PCB元件库比较简单易行，首先打开已经完成的PCB设计文件，如系统Examples中的“PortSwitcher1D.PCBDOC”PCB文件，进入PCB编辑器，如图所示。7.4.3 创建项目PCB元件库7.4 创建项目元件库由PCB文件打开的PCB