Protel99SE印制电路板设计教程第6章PCB元件设计课件

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设计教程第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在开始绘制封装之前，首先要做的准备工作是收集元器件的封装信息。封装信息主要来源于元器件生产厂家提供的用户手册。若没有所需元器件的用户手册，可以上网查找元器件信息，一般通过访问元件厂商或供应商的网站可以获得相应信息。在查找中也可以通过搜索引擎进行，如或等。如果有些元件找不到相关资料，则只能依靠实际测量，一般要配备游标卡尺，测量时要准确，特别是集成块的管脚间距。元件封装设计时还必须注意元器件的轮廓设计，元器件的外形轮廓一般放在PCB的丝印层上，要求要与实际元器件的轮廓大小一致。如果元件的外形轮廓画得太大，浪费了PCB的空间；如果画得太小，元件可能无法安装。6.1绘制元件封装的准备工作返回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）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。

⑵单击Next按钮，进入元件设计向导，屏幕弹出图6-16所示的对话框，用于设定元件的基本封装，共有12种供选择，包括电阻、电容、二极管、连接器及常用的集成电路封装等，图中选中的为双列直插式元件DIP，对话框下方的下拉列表框用于设置使用的单位制。⑶选中元件的基本封装后，单击Next按钮，屏幕弹出图6-17所示的对话框，用于设定焊盘的直径和孔径，可直接修改图中的尺寸。图6-17设置焊盘尺寸图6-18设置焊盘间距⑸定义好焊盘间距后，单击Next按钮，屏幕弹出图6-19所示的对话框，用于设置元件边框的线宽，图中设置为10mil。⑹定义好线宽后，单击Next按钮，屏幕弹出图6-20所示的对话框，用于设置元件的管脚数，图中设置为16。图6-19设置边框的线宽图6-20设置元件的管脚数⑺定义管脚数后，单击Next按钮，屏幕弹出图6-21所示的对话框，用于设置元件封装名，图中设置为DIP16。名称设置完毕，单击Next按钮，屏幕弹出设计结束对话框，单击Finish按钮结束元件设计，屏幕显示刚设计好的元件，如图6-22所示。

采用设计向导可以快速绘制元件的封装形式，绘制时应了解元件的外形尺寸，并合理选用基本封装。对于集成块应特别注意元件的管脚间距和相邻两排管脚的间距，并根据管脚大小设置好焊盘尺寸及孔径。图6-21设置元件名称图6-22设计好的DIP16返回⑵执行菜单Tools→LibraryOptions设置文档参数，将可视栅格1设置为5mil，可视栅格2设置为20mil，捕获栅格设置为5mil。⑶执行Edit→Jump→Reference将光标跳回原点（0，0）。⑷执行菜单Place→Pad放置焊盘，按下〈Tab〉键，弹出焊盘的属性对话框，设置参数如下。X-Size：80mil；Y-Size：25mil；Shape：Round；Designator：1；Layer：TopLayer；其它默认。退出对话框后，将光标移动到原点，单击鼠标左键，将焊盘1放下。

⑸依次以50mil为间距放置焊盘2～4。⑹对称放置另一排焊盘5～8，两排焊盘间的间距为220mil。⑺双击焊盘1，在弹出的对话框中的Shape下拉列表框中选择Rectangle，定义焊盘1的形状为矩形，设置好的焊盘如图6-24所示。⑻绘制SOP8的外框。将工作层切换到TopOverlay，执行菜单Place→Track放置连线，执行菜单Place→Arc放置圆弧，线宽均设置为10mil，外框绘制完毕的元件如图6-23所示。⑼执行菜单Edit→SetReference→Pin1，将元件参考点设置在管脚1。⑽执行菜单Tools→RenameComponent，将元件名修改为SOP8。⑾执行菜单保存当前元件。返回6.5编辑元件封装编辑元件封装，就是对已有的元件封装的属性进行修改，使之符合要求。1.修改元件封装库中的元件修改元件封装库中的某个元件，先进入元件库编辑器，选择打开要编辑的元件库，在元件浏览器中选中要编辑的元件，窗口就会显示出此元件的封装图，若要修改元件封装的焊盘，用鼠标左键双击要修改的焊盘，出现此引脚焊盘的属性对话框，在对话框中就可以修改引脚焊盘的编号、形状、直径、钻孔直径等参数；若要修改元件外形，可以用鼠标点取某一条轮廓线，再次单击它的非控点部分，移动鼠标，即可改变其轮廓线，或者删除原来的轮廓线，重新绘制新的轮廓线。元件修改后，执行菜单，将结果保存。6.6元件封装常见问题在元件封装设计中，通常会出现一些错误，这对PCB的设计将产生不良影响。

1.机械错误机械错误在元件规则检查中是无法出来的，因此设计时需要特别小心。⑴焊盘大小不合适，尤其是焊盘的内径选择太小，元件引脚无法插进焊盘。⑵焊盘间的间距以及分布与实际元件不符，导致元件无法在封装上安装。⑶带安装定位孔的元件未在封装中设计定位孔，导致元件无法固定。⑷封装的外形轮廓小于实际元件，可能出现由于布局时元件安排比较紧密，导致元件排得太挤，甚至无法安装。⑸接插件的出线方向与实际元件的出线方向不一致，造成焊接时无法调整。

⑹丝印层的内容放置在信号所在层上，导致元件焊盘无法连接或短路。2.电气错误

电气错误通常可以通过元件规则检查（Reports→ComponentRuleCheck），或者在载入网络表文件时，由软件系统检查出来，因此可以根据出错信息找到错误并修改。⑴原理图元件的引脚编号与元件封装的焊盘编号不一致。⑵焊盘编号定义过程中出现重复定义。以上错误可以通过编辑焊盘编号，图6-25所示二极管中，在原理图中元件管脚定义为1