第9章--制作元件封装PPT课件

1、1,电子电路CAD技术,主讲：林 科 辅导：覃志松,2,第9章 制作元件封装,9.1 启动元件封装编辑器 9.2 元件封装编辑器介绍 9.3 创建新的元件封装 9.4 使用向导创建元件封装 9.5 元件封装管理 9.6 创建项目元件封装库,3,9.1 启动元件封装编辑器,元件封装编辑器(PCBLib)的启动: 启动Protel99SE印制板元件封装图编辑器的方法与启动SCH、PCB等编辑器的方法相同。 在Protel99SE状态下，可采用如下三种方式之一启动PCB元件封装图编辑器,4,1) 在PCB编辑窗口内，以“Libraries”（元件封装图形库）或“Component”（元件）作为浏览对

2、象时，单击元件列表窗下的“Edit”（编辑）按钮，即可直接启动元件封装图编辑器PCBLib。PCBLib编辑器启动后，自动装入PCB编辑器中当前正在使用的元件库，并在编辑区显示当前元件的封装图。 例如，在如图9-1所示的PCB编辑器窗口内，单击“Edit”按钮后，将显示出如图9-2所示的PCBLib编辑器窗口,5,图9-1 PCB编辑状态（以“元件库”作为浏览对象,6,图9-2 PCBLib编辑器窗口,7,2) 执行“File”菜单下的“Open”命令（或直接单击主工具栏内的“打开”按钮）；在如图1-8所示的“Open Design Database”窗口内，在文件类型下拉列表窗内选择设计文件

3、包（.ddb），在文件列表窗内找出并单击位于Design Explorer 99LibraryPCB目录下Generic FootPrint、Connectors、IPC FootPrint三个文件夹内相应的元件封装图形库包，如Advpcb.ddb，再单击“OK”按钮（或直接双击文件列表窗内的设计文件包），也可以打开元件封装图形库文件包，并进入如图9-2所示的元件封装图形编辑状态,8,3) 在Protel99SE中，执行“File”菜单下的“New”命令，在如图1-6所示的窗口内，双击“PCBLib”编辑器图标，即可在当前设计文件包内当前文件夹下建立一个文件名为PCBLib1的新元件封装图形库

4、，如图9-3所示,9,10,图9-3 新建立的元件封装图形库,11,9.2 元件封装编辑器介绍 元件封装编辑器窗口: 元件封装(PCBLib)编辑器窗口如图9-2、9-3所示，与印制电路板编辑器PCB窗口相似，窗口各部分名称及作用如下： 1) Components（元件列表）窗 元件列表窗内显示了元件封装图形库内的元件，及当前元件封装图形引脚焊盘。在元件列表窗下还有下列按钮： “”（向上移动一个元件）：单击该按钮，将列表窗内的上一个元件作为当前编辑元件,12,向下移动一个元件）：单击该按钮，将列表窗内的下一个元件作为当前编辑元件。 “”（下移到列表窗内的最后一个元件）：单击该按钮，将列表窗内的

5、最后一个元件作为当前编辑元件。 “Place”（放置元件）按钮：单击该按钮，可将当前正在编辑的元件封装图形放到已打开的PCB文件中,13,Rename”（元件改名）按钮：单击该按钮，可对当前正在编辑的元件封装图形重新命名。 “Add”（增加新元件）按钮：该按钮的作用与“Tools”菜单下的“New Component”命令相同。单击该按钮，将在当前元件库中增加一个新元件封装图形。 “Remove”（删除元件）按钮：该按钮的作用与“Tools”菜单下的“Remove Component”命令相同。单击该按钮，将删除元件列表窗内的当前元件封装图,14,元件列表窗内的“Mask”（元件过滤）文本盒的

6、作用及操作方法与SCH编辑器窗口的“Filter”相同，元件列表窗内显示的元件名称由“Mask”文本盒内容决定，当该文本盒为“*”时，将显示元件封装库内的所有元件。为了提高操作效率，可在如图9-2所示的“Mask”（元件过滤）文本盒内输入“DIP*”或“AXIAL*”等，这样元件列表窗内仅显示元件封装图形名称前含有“DIP”和“AXIAL”字样的元件,15,2) 绘图区 PCBLib编辑器窗口绘图区与PCB编辑器绘图区完全相同，用于显示元件外轮廓，在该区域内编辑、绘制元件的封装图。 3) 工具栏 与PCB编辑器相似，PCBLib编辑器也提供了主工具栏（Main Toolbars）、放置工具栏（

7、Placement Tools），且放置工具栏内的工具名称、作用与PCB编辑器窗口内的“放置工具”栏相同，如图8-5所示，只是PCBLib“放置工具”栏内没有绘制元件封装图操作过程中用不到的工具,16,如“放置元件”、“敷铜”等工具）而已。必要时可通过“View”菜单下的“Toolbars”命令打开或关闭（缺省时这两个工具栏均处于打开状态）相应的工具栏。 主工具栏（窗）内有关工具的作用与SCH编辑器主工具栏相同或相近，在此不再介绍,17,9.3 创建新的元件封装 1. 工作参数设置 执行“Tools”菜单下的“Library”命令，在弹出的“Document Options”（文档选项）窗内，

8、分别单击“Layers”和“Options”标签，即可打开、关闭相应的工作层，选择可视栅格形状、大小，光标形状、大小等，窗口各选项含义与图8-7、8-8完全相同，可参阅第8章有关PCB窗口工作参数设置的内容。 2. 设置工作层、焊盘、过孔等显示颜色 执行“Tools”菜单下的“Options”命令，在弹出的“Preferences”（特性选项）”窗内，有六项选项卡（Options、Color、Display、Show/Hide、 Defaults、Signal Integrity,18,如分别单击“Color”和 “Options”等标签，即可重新选择工作层、焊盘、过孔等的显示颜色，以及光标形

9、状、屏幕自动更新方式等，窗口各选项含义与图8-9、8-9完全相同，这里不再重复。 3. 设置元件封装的参考点 为了标记一个PCB元件，用作元件封装，需要设定元件的参考坐标，通常设定Pin1(即元件的引脚1）为参考坐标。 设定元件封装的参考点可执行Edit / Set Reference中（ Pin1、Center 和Location)的命令。如执行Pin1 （Center 、Location)的命令，则表示将元件的引脚1（元件的几何中心、选择一个位置）元件的参考点,19,9.4 使用向导创建元件封装,9.4.1 建立元件封装实例 建立元件封装图前，需要了解元件外形、引脚形状及尺寸、引脚间距等信

10、息。元器件使用手册中一般会给出元件安装参数，如果没有器件封装尺寸数据，可使用游标卡尺、螺旋测微器等高精度测量工具对元件外形、引脚尺寸、引脚间距、安装螺丝孔径（大尺寸元件，如继电器、小功率变压器、大容量电容等不能仅靠器件引脚固定）进行精确测量，然后就可以在PCBLib编辑器中绘制元件封装图。下面以制作LED发光二极管、1英寸八段LED数码显示管、一个无引线电阻元件封装图为例，介绍元件封装图设计过程,20,1. 制作LED发光二极管封装图 LED发光二极管外形、引脚大小、间距如图9-4所示，假设新增加的元件存放在Design Explorer 99LibraryPCBGeneric Footpri

11、nt Advpcb.ddb元件封装 图形库文件包内的PCB Footprints.lib库文件中，制作LED发光二极管封装图的操作过程如下,21,图9-4 LED发光二极管外形及安装尺寸,22,1) 在Protel99SE状态下，单击主工具栏内的“打开”工具按钮（或执行“File”菜单下的“Open”命令），打开Design Explorer 99LibraryPCBGeneric Footprint Advpcb.ddb元件封装图形库文件包。 (2) 单击“Explorer”标签，在“设计文件管理器”窗口内，单击Advpcb.ddb文件包内的PCB Footprints.lib元件封装图形库

12、图标,23,3) 单击“Browse PCBLib”（浏览PCB元件封装图形库）标签，在如图9-2所示的窗口内，单击“Component”列表窗口内的“Add”按钮（或执行“Tools”菜单下的“New Component”（增加新元件）命令，激活如图9-5所示的“Component Wizard”（元件封装创建向导界面,24,图9-5 “Component Wizard”（元件封装创建向导界面,25,4) 在如图9-5所示的窗口内，单击“Next”按钮，进入如图9-6所示的对话窗，以便选择元件封装形式及尺寸单位,26,图9-6 选择元件外形及尺寸单位,27,PCBLib编辑器提供了十种元件封

13、装外形供用户选择，包括电容、电阻、二极管等分立元件的封装形式，以及DIP、PAG、LCC等常见集成电路芯片的封装形式。 由于目前创建的LED发光二极管封装图为圆形，在如图9-6所示的窗口内选择“Capacitors”（电容）封装形式，并选择“Imperial（mil）”（英制）单位，然后单击“Next”按钮,28,5) 在如图9-7所示的对话窗中，单击下拉按钮，选择元件在电路板上的安装方式，并单击“Next”按钮。 图9-7中，“Through Hole”表示元件引脚将穿通电路板，而“Surface Mount”为表面安装。在此，选择“Through Hole”安装方式,29,图9-7 选择元

14、件在电路板上的安装方式,30,6) 在如图9-8所示的窗口内，选择元件引脚焊盘外径及焊盘孔的尺寸，缺省时引脚焊盘外径为50 mil，焊盘孔径为28 mil,31,图9-8 选择元件引脚焊盘和焊盘孔尺寸,32,修改引脚焊盘外径、焊盘孔尺寸的操作很简单，将鼠标移到相应尺寸数据上，单击鼠标左键，即可输入新数据。引脚孔径尺寸应等于或略大于引脚直径，引脚焊盘外径与焊盘孔之间的关系如表6-1所示。 (7) 单击图9-8中的“Next”按钮，在如图9-9所示窗口内设置引脚水平间距（指引脚焊盘中心距），修改引脚水平间距的操作方法与修改引脚焊盘尺寸的方法相同,33,图9-9 选择元件引脚水平间距,34,8) 单

15、击图9-9中的“Next”按钮，在如图9-9所示的窗口内选择,35,图9-9 选择元件外形及极性,36,电容的极性（这里借用电容外形制作LED发光二极管封装图，而二极管引脚有正负极），因此选择“Polarised”（极性）。 封装形式：AXIAL（电阻封装形式）和Radial（圆形封装形式）。由于该LED发光二极管外观为圆形，因此这里选择Radial外形。 选择Radial形式时，还将弹出外观选择框，这里选择“Circle”（圆形,37,9) 选择了以上参数后，单击“Next”按钮，在如图9-11所示的窗口内选择元件外轮廓线宽度及外轮廓线与引脚焊盘之间的距离。设置外轮廓线宽度的操作方法与设置元

16、件引脚焊盘尺寸的方法相同,38,图9-11 选择元件外轮廓线宽度,39,9) 单击图9-11中的“Next”按钮，在如图9-12所示的文本框内输入元件名，然后单击“Next”按钮,40,图9-12 输入元件名称,41,11) 确认元件外形、引脚焊盘孔径、间距、焊盘大小等尺寸无误后，单击图9-13中的“Finish”按钮，结束绘制过程，即可观察到如图9-14所示的LED封装图,42,图9-13 完成元件封装图形前的确认,43,图9-14 新生成的LED发光二极管封装图,44,然后，单击主工具栏内的“保存”工具，将修改后的Advpcb.lib元件库存盘,45,9.4.2 制作1英寸八段LED数码显

17、示器封装图 八段LED数码显示器采用类似DIP（双列直插式）封装形式，因此通过制作八段LED数码显示器即可掌握制作DIP类元件封装图的方法和技巧。 1英尺八段LED数码显示器外形、引脚大小、间距如图9-15所示。假设新增加的元件存放在Design Explorer 99LibraryPCBGeneric Footprint Advpcb.ddb元件封装图形库文件包内的PCBLib User.lib库文件中，制作八段LED数码显示器封装图的操作过程如下,46,图9-15 八段LED（1英寸）数码显 示器外形及安装尺寸,47,1) 在Protel99SE状态下，单击主工具栏内的“打开”工具按钮（或

18、执行“File”菜单下的“Open”命令），打开Design Explorer 99LibraryPCBGeneric Footprint Advpcb.ddb元件封装图形库文件包。 (2) 单击“Explorer”标签，在“设计文件管理器”窗口内，单击Advpcb.ddb文件包。 (3) 单击“File”菜单下的“New”命令，在如图1-6所示的文档选择窗口内，双击“PCBLib Document”文件图标，结果在Advpcb.ddb文件包下建立一个PCBLib1元件封装图形库文件，输入元件封装图形库文件名PCBLib User后，单击鼠标左键确认,48,4) 在“文件管理器”窗口内，单击“

19、PCBLib User”元件封装图形库文件图标。 (5) 单击“Browse PCBLib”（浏览PCB元件封装图形库）标签，即可进入如图9-3所示的PCBLib编辑状态。 (6) 单击“Component”（元件）列表窗口内的“Add”按钮，或执行“Tools”菜单下的“New Component”（增加新元件）命令，激活如图9-5所示的“Component Wizard”（元件封装创建向导界面），并单击“Next”按钮。 (7) 在如图9-6所示的窗口内，选择“Dual In-line Package(DIP)”（双列直插式）封装形式，并选择“Imperial（mil）”（英制）单位，然后

20、单击“Next”按钮,49,8) 在如图9-16所示的窗口内，选择元件引脚焊盘尺寸（长、宽）及引线孔尺寸，缺省时引脚焊盘尺寸为50 mil90 mil，引脚焊盘孔径为25 mil。 (9) 单击图9-16中的“Next”按钮，在如图9-17所示的窗口内设置引脚水平间距和垂直间距（指引脚焊盘中心距），经测量得知：该LED数码显示器引脚水平间距为800 mil，垂直间距为150 mil，输入引脚间距后，单击“Next”按钮,50,图9-16 选择元件引脚焊盘和引脚焊盘孔尺寸,51,图9-17 选择元件引脚水平间距和垂直间距,52,9) 在如图9-18所示的窗口内选择元件外轮廓线宽度。设置外轮廓线宽

21、度的操作方法与设置元件引脚焊盘尺寸的方法相同。一般不需要修改元件外轮廓线宽度，因此可直接单击“Next”按钮,53,图9-18 选择元件外轮廓线宽度,54,11) 在如图9-19所示的窗口内输入元件引脚数目。八段LED数码显示器有9根引脚，输入元件引脚数目后，单击“Next”按钮,55,图9-19 确定元件引脚数目,56,12) 在如图9-12所示的文本框内输入元件名（如LED-8），然后单击“Next”按钮。 (13) 当确认元件外形、引脚焊盘孔径、间距、焊盘大小等尺寸无误后，单击图9-13中的“Finish”按钮，结束绘制过程，即可观察到如图9-20所示的LED数码显示器封装图。 (14)

22、 旋转。图9-20中元件引脚排列方向与LED数码显示器不同，需要整体旋转90，操作过程为：单击主工具栏内的“选择”工具；将光标移到封装图左上角，单击鼠标左键，移动光标到封装图右下角，单击鼠标左键，使整个图形处于选中状态,57,执行“Edit”菜单下的“MoveRotate Selection”（旋转被选择的图形）命令，在如图9-21所示的窗口输入旋转角（这里为90），并单击“OK”按钮，即可获得如图9-22所示的结果,58,图9-20 八段LED数码显示器封装图,59,图9-21 输入旋转角,60,图9-22 旋转90后的结果,61,15) 修改引脚焊盘名称。根据LED数码显示器引脚名称及排列

23、规则，依次将鼠标移到图9-22中的焊盘上，双击左键，进入如图9-23所示的焊盘属性设置窗口，逐一修改焊盘名称。 (16) 单击工作层列表中的“Silkscreen”（元件面丝印层），修改外轮廓线。由于从DIP向导获得的外轮廓线与LED数码显示器不同，应删除现有轮廓线，然后再利用画线工具绘制轮廓线。 (17) 执行了“Edit”菜单下的“Set ReferenceLocation”命令，将参考点放在“dp”引脚焊盘上，即可获得如图9-24所示的LED数码显示器封装图,62,图9-23 焊盘属性,63,图9-24 LED数码显示器封装图,64,18) 单击主工具栏内的“存盘”按钮，将生成的LED-

24、8元件封装图保存到PCBLib User.lib库文件中。至此，完成了在PCBLib User.lib元件封装图形库文件内增加LED数码显示器元件的操作过程,65,总结 创建元件封装的基本步骤： （1）启动并进入元件封装编辑服务器。 （2）执行Tools / New Component 菜单命令，进入图9-5 元件封装创建向导界面（ Component Wizard ）。 （3）单击上图9-5 中的“Next”按钮，在弹出如图9-6 “选择元件封装样式对话框”选择元件封装外形及尺寸单位。 Protel99SE提供11种元件的封装外形供用户选择：Ball Grid Arrays（BGA，球栅阵列

25、封装）、Capacitors（电容封装） 、 Diodes（二极管封装）,66,Dual in-line Package（DIP，双列直插封装） 、Edge Connectors（边连接封装） 、Leadless Chip Carrier（LCC，无引线芯片载体封装） 、Pin Grid Arrays（PGA，引脚网络阵列封装） 、Quad Packs（UQAD，四边引出扁平封装PQFP ） 、SOP（Small Outline Package，小尺寸封装） 、Resistors（电阻样式）等。 尺寸度量单位：Metric（mm）和 Imperial（mil）。 （4）在选择图9-6 中的封装

26、外形及尺寸单位后，单击图中的“Next”按钮，在弹出如图图9-16 “选择元件引脚焊盘和引脚焊盘孔尺寸”对话框，设置焊盘的相关尺寸,67,5）在设置好图9-16 中焊盘的相关尺寸后，单击图中的“Next”按钮，在弹出如图9-17 “ 选择元件引脚水平间距和垂直间距”对话框，设置引脚的位置和尺寸。 （6）在设置好图9-17 中引脚的位置和尺寸后，单击图中的“Next”按钮，在弹出如图9-18 “ 选择元件外轮廓线宽度”对话框，设置元件的轮廓线宽。 （7）在设置好图9-18 中元件的轮廓线宽后，单击图中的“Next”按钮，在弹出图9-19 “确定元件引脚数目” 对话框，设置元件的引脚数目。 （8）

27、在设置好图9-19 中元件的引脚数目后，单击图中的“Next”按钮，在弹出 “设置元件封装名称”对话框，设置元件的封装名称,68,9）在设置好元件封装名称后，单击其图中的“Next”按钮，在弹出 “完成”对话框中，单击“Finish”按钮，即可完成对新元件的封装设计规则的定义,69,9.5 元件封装管理,创建了新的元件库后，可以使用元件封装管理器进行管理。管理包括元件封装的游览、添加、重命名、删除等操作。 9.5.1 游览元件封装 用户可在元件封装(PCBLib)编辑器窗口（如图9-3所示），单击左边的Browse PCBLib标签，即可进入元件封装游览管理器。 管理器窗口各部分名称及作用如下： 1) Components（元件列表）窗