roelSE教程第章 CB元件设计

第6章PCB元件设计

6.1绘制元件封装的准备工作6.2PCB元件设计基本界面6.3采用设计向导方式设计元件封装6.4采用手工绘制方式设计元件封装6.5编辑元件封装6.6元件封装常见问题本章小结6.1绘制元件封装的准备工作返回6.2PCB元件设计基本界面在PCB99SE中，执行菜单File→New，在出现的对话框中单击图标，进入PCB元件库编辑器，并自动新建一个元件库PCBLIB1.LIB，如图6-1所示。

1.新建元件库进入PCB元件库编辑器后，系统自动新建一个元件库，该元件库的缺省文件名为PCBLIB1，库文件名可以修改。同时，在元件库中，程序已经自动新建了一个名为PCBCOMPONENT_1的元件，返回可以用菜单Tools→RenameComponent来更名。

2.元件库管理器PCB元件库编辑器中的元件库管理器与原理图库元件管理器类似，在设计管理器中选中BrowsePCBLib可以打开元件库管理器，在元件库管理器中可以对元件进行编辑操作，元件管理器如图6-2所示。6.3采用设计向导方式设计元件封装6.3.1常用的元件标准封装Protel99SE的封装设计向导可以设计常见的标准封装，主要有以下几类。⑴Resistors（电阻）电阻只有两个管脚，有插针式和贴片式两种封装。随着电阻功率的不同，电阻的体积大小不同，对应的封装尺寸也不同。插针式电阻的命名一般以“AXIAL”开头；贴片式电阻的命名可自由定义。图6-3所示为两种类型的电阻封装。⑵Diodes（二极管）二极管的封装与电阻类似，不同之处在于二极管有正负极的分别。图6-4所示为二极管的封装。⑶Capacitors（电容）电容一般只有两个管脚，通常分为电解电容和无极性电容两种，封装形式也有插针式封装和贴片式封装两种。一般而言，电容的体积与耐压值和容量成正比。图6-5所示为电容封装。⑷DIP（双列直插封装）DIP为目前常见的IC封装形式，制作时应注意管脚数、同一列管脚的间距及两排管脚间的间距等。图6-6所示为DIP封装图。⑸SOP（双列小贴片封装）SOP是一种贴片的双列封装形式，几乎每一种DIP封装的芯片均有对应的SOP封装，与DIP封装相比，SOP封装的芯片体积大大减少。图6-7所示为SOP封装图。

⑹PGA（引脚栅格阵列封装）PGA是一种传统的封装形式，其引脚从芯片底部垂直引出，且整齐地分布在芯片四周，早期的80X86CPU均是这种封装形式。图6-8所示为PGA封装图。⑺SPGA（错列引脚栅格阵列封装）SPGA与PGA封装相似，区别在其引脚排列方式为错开排列，利于引脚出线，如图6-9所示。⑻LCC（无引出脚芯片封装）LCC是一种贴片式封装，这种封装的芯片的引脚在芯片的底部向内弯曲，紧贴于芯片体，从芯片顶部看下去，几乎看不到引脚，如图6-10所示。这种封装方式节省了制板空间，但焊接困难，需要采用回流焊工艺，要使用专用设备。⑼QUAD（方形贴片封装）QUAD为方形贴片封装，与LCC封装类似，但引脚没有向内弯曲，而是向外伸展，焊接方便。QUAD封装包括QFG系列，如图6-11所示。

⑽BGA（球形栅格阵列封装）BGA为球形栅格阵列封装，与PGA类似，主要区别在于这种封装中的引脚只是一个焊锡球状，焊接时熔化在焊盘上，无需打孔，如图6-12所示。⑾SBGA（错列球形栅格阵列封装）SBGA与BGA封装相似，区别在于其引脚排列方式为错开排列，利于引脚出线，如图6-13所示。

⑿EdgeConnectors（边沿连接）EdgeConnectors为边沿连接封装，是接插件的一种，常用于两块板之间的连接，便于一体化设计，如计算机中的PCI接口板。其封装如图6-14所示。6.3.2使使用用设计计向导导绘制制元件件封装装实例例采用设设计向向导绘绘制元元件一一般针针对符符合通通用的的标准准元件件。下下面以以设计计双列列直插插式16脚脚IC的封封装DIP16为例例介绍绍采用用向导导方式式设计计元件件。⑴进入入元件件库编编辑器器后，，执行行菜单单Tools→→NewComponent新新建元元件，，屏幕幕弹出出元件件设计计向导导，如如图6-15所所示，，选择择Next进入入设计计向导导（若若选择择Cancel则进进入手手工设设计状状态））。图6-15利用向导创建元件图6-16设定元件基本封装⑵单击击Next按钮钮，进进入元元件设设计向向导，，屏幕幕弹出出图6-16所所示的的对话话框，，用于于设定定元件件的基基本封封装，，共有有12种供供选择择，包包括电电阻、、电容容、二二极管管、连连接器器及常常用的的集成成电路路封装装等，，图中中选中中的为为双列列直插插式元元件DIP，对对话框框下方方的下下拉列列表框框用于于设置置使用用的单单位制制。⑶选中中元件件的基基本封封装后后，单单击Next按按钮，，屏幕幕弹出出图6-17所所示的的对话话框，，用于于设定定焊盘盘的直直径和和孔径径，可可直接接修改改图中中的尺尺寸。。图6-17设置焊盘尺寸图6-18设置焊盘间距⑸定义义好焊焊盘间间距后后，单单击Next按按钮，，屏幕幕弹出出图6-19所所示的的对话话框，，用于于设置置元件件边框框的线线宽，，图中中设置置为10mil。⑹定义义好线线宽后后，单单击Next按按钮，，屏幕幕弹出出图6-20所所示的的对话话框，，用于于设置置元件件的管管脚数数，图图中设设置为为16。图6-19设置边框的线宽图6-20设置元件的管脚数⑺定义义管脚脚数后后，单单击Next按按钮，，屏幕幕弹出出图6-21所所示的的对话话框，，用于于设置置元件件封装装名，，图中中设置置为DIP16。名名称设设置完完毕，，单击击Next按钮钮，屏屏幕弹弹出设设计结结束对对话框框，单单击Finish按按钮结结束元元件设设计，，屏幕幕显示示刚设设计好好的元元件，，如图图6-22所示示。采用设设计向向导可可以快快速绘绘制元元件的的封装装形式式，绘绘制时时应了了解元元件的的外形形尺寸寸，并并合理理选用用基本本封装装。对对于集集成块块应特特别注注意元元件的的管脚脚间距距和相相邻两两排管管脚的的间距距，并并根据据管脚脚大小小设置置好焊焊盘尺尺寸及及孔径径。图6-21设置元件名称图6-22设计好的DIP16返回6.4采采用手工工绘制方式式设计元件件封装手工绘制方方式一般用用于不规则则的或不通通用的元件件设计，如如果设计的的元件是通通用的，符符合通用的的标准，可可以通过设设计向导快快速设计元元件。设计元件封封装，实际际就是利用用PCB元元件库编辑辑器的放置置工具，在在工作区按按照元件的的实际尺寸寸放置焊盘盘、连线等等各种图件件。下面以以图6-23所示的的贴片式8脚集成块块的封装SOP8为为例介绍元元件封装手手工设计的的具体步骤骤。⑴根据实际际元件确定定元件焊盘盘之间的间间距、两排排焊盘间的的间距及焊焊盘的直径径。SOP8是标准准的贴片式式元件封装装，焊盘设设置为：80mil×25mil，形形状为Round；；焊盘之间间的间距50mil；两排焊焊盘间的间间距220mil；；焊盘所在在层为Toplayer（（顶层）。。⑵执行菜单单Tools→LibraryOptions设置文文档参数，，将可视栅栅格1设置置为5mil，可视视栅格2设设置为20mil，，捕获栅格格设置为5mil。。⑶执行Edit→Jump→→Reference将光标标跳回原点点（0，0）。⑷执行菜单单Place→Pad放置焊焊盘，按下下〈Tab〉键，弹弹出焊盘的的属性对话话框，设置置参数如下下。X-Size：80mil；；Y-Size：25mil；Shape：Round；Designator：：1；Layer：：TopLayer；其它它默认。退退出对话框框后，将光光标移动到到原点，单单击鼠标左左键，将焊焊盘1放下下。⑸依次以50mil为间距放放置焊盘2～4。⑹对称放置置另一排焊焊盘5～8，两排焊焊盘间的间间距为220mil。⑺双击焊盘盘1，在弹弹出的对话话框中的Shape下拉列表表框中选择择Rectangle，定义义焊盘1的的形状为矩矩形，设置置好的焊盘盘如图6-24所示示。⑻绘制SOP8的外外框。将工工作层切换换到TopOverlay，执行菜菜单Place→Track放置连线线，执行行菜单Place→→Arc放放置圆弧，，线宽均设设置为10mil，，外框绘制制完毕的元元件如图6-23所所示。⑼执行菜单单Edit→SetReference→Pin1，，将元件参参考点设置置在管脚1。⑽执行菜单单Tools→RenameComponent，将将元件名修修改为SOP8。⑾执行菜单单File→Save保存当当前元件。。返回6.5编编辑元件件封装编辑元件封封装，就是是对已有的的元件封装装的属性进进行修改，，使之符合合要求。1.修改元元件封装库库中的元件件修改元件封封装库中的的某个元件件，先进入入元件库编编辑器，选选择File→Open打开开要编辑的的元件库，，在元件浏浏览器中选选中要编辑辑的元件，，窗口就会会显示出此此元件的封封装图，若若要修改元元件封装的的焊盘，用用鼠标左键键双击要修修改的焊盘盘，出现此此引脚焊盘盘的属性对对话框，在在对话框中中就可以修修改引脚焊焊盘的编号号、形状、、直径、钻钻孔直径等等参数；若若要修改元元件外形，，可以用鼠鼠标点取某某一条轮廓廓线，再次次单击它的的非控点部部分，移动动鼠标，即即可改变其其轮廓线，，或者删除除原来的轮轮廓线，重重新绘制新新的轮廓线线。元件修修改后，执执行菜单File→→Save，将结果果保存。修改元件封封装库的结结果不会反反映在以前前绘制的电电路板图中中。如果按按下PCB元件库编编辑器上的的UpdatePCB按钮钮，系统就就会用修改改后的元件件更新电路路板图中的的同名元件件。绘制PCB时，，若发现现所采用用的元件件封装不不符合要要求，需需要加以以修改，，可以不不退出PCB99SE，直接接进行修修改。方方法是：：在元件件浏览器器中选中中该元件件，单击击Edit按钮钮，系统统自动进进入元件件编辑状状态，其其后的操操作与上上面相同同。2.直接接在PCB图中中修改元元件封装装的管脚脚在PCB设计中中如果某某些元件件的原理理图中的的管脚号号和印制制板中的的焊盘编编号不同同（如二二极管、、三极管管等），，在自动动布局时时，这些些元件的的网络飞飞线会丢丢失或出出错，此此时可以以通过直直接编辑辑焊盘属属性的方方式，修修改焊盘盘的编号号来达到到管脚匹匹配的目目的。编辑元件件封装的的焊盘可可以直接接双击元元件焊盘盘，在弹弹出的焊焊盘属性性对话框框中修改改焊盘编编号。返回6.6元元件件封装常常见问题题在元件封封装设计计中，通通常会出出现一些些错误，，这对PCB的的设计将将产生不不良影响响。1.机械械错误机械错误误在元件件规则检检查中是是无法出出来的，，因此设设计时需需要特别别小心。。⑴焊盘大大小不合合适，尤尤其是焊焊盘的内内径选择择太小，，元件引引脚无法法插进焊焊盘。⑵焊盘间间的间距距以及分分布与实实际元件件不符，，导致元元件无法法在封装装上安装装。⑶带安装装定位孔孔的元件件未在封封装中设设计定位位孔，导导致元件件无法固固定。⑷封装的的外形轮轮廓小于于实际元元件，可可能出现现由于布布局时元元件安排排比较紧紧密，导导致元件件排得太太挤，甚甚至无法法安装。。⑸接插件件的出线线方向与与实际元元件的出出线方向向不一致致，造成成焊接时时无法调调整。⑹丝印层层的内容容放置在在信号所所在层上上，导致致元件焊焊盘无法法连接或或短路。。2.电气气错误电气错误误通常可可以通过过元件规规则检查查（Reports→ComponentRuleCheck）），或者