第7讲PCB元件设计

PCB辅助设计1第7讲PCB元件设计主要内容一、常见元件标准封装二、PCB元件设计基本界面三、封装设计前的准备工作四、采用设计向导设计元件五、手工设计元件2Protel99SE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。一、常见元件标准封装3⑶Capacitors（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。4⑷DIP（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。5⑹PGA（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。6⑻LCC（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。，如图6-11所示。7⑽BGA（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。8⑿EdgeConnectors（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。9二、PCB元件设计基本界面在PCB99SE中，执行菜单，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。101.新建元件库进入PCB元件编辑器后，系统自动新建一个元件库，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，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。11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。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。三、封装设计前的准备工作12如要设计74LS138的封装，若不知道具体的封装格式，可以上网搜索资料，如。搜索的关键词：74LS138PDF，资料如下：贴片式元件封装SOP1613双列直插式元件，封装DIP16从元件资料中可以看出它有两种封装类型。14四、采用设计向导设计元件下面以设计74LS138的双列直插式16脚IC的封装DIP16为例介绍采用向导方式设计元件。⑴进入元件库编辑器，执行菜单Tools→NewComponent新建元件，屏幕弹出元件设计向导，如图6-15所示，选择Next进入设计向导（若选择Cancel则进入手工设计状态）。图6-15利用向导创建元件图6-16设定元件基本封装15⑵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，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16⑸定义好焊盘间距后，单击Next按钮，屏幕弹出图6-19所示的设置元件边框线宽对话框，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17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DIP16⑺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。18五、手工设计元件手工绘制方式一般用于不规则的或不通用的元件设计，如果设计的元件是通用的，符合通用的标准，可以通过设计向导快速设计元件。设计元件封装，实际就是利用PCB元件库编辑器的放置工具，在工作区按照元件的实际尺寸放置焊盘、连线等各种图件。图示为立式电阻AXIAL0.1的设计过程图。19

⑴执行Tools→NewComponent新建元件，取消向导。⑵执行菜单Tools→LibraryOptions设置文档参数，将可视栅格2设置为100mil。⑶执行Edit→Jump→Reference将光标跳回原点。⑷执行菜单Place→Pad放置两个焊盘，间距100mils。⑸绘制外框。将工作层切换到TopOverlay，执行菜单Plac