第五周10讲-制作元件封装

制作元件封装5周2讲制作元件封装本节要点：

元器件封装的基本知识元器件封装编辑器手工创建封装一、元器件封装的基本知识所谓元器件封装是指安装半导体集成芯片时所用的外壳，它不仅起着安放、固定、封装、保护芯片和增强电热性能的作用，而且是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。芯片的封装在PCB板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，其中外形尺寸、引脚定义及焊盘是封装不可缺少的组成元件。无极性电容外形尺寸引脚定义焊盘1、封装主要部分的作用1）焊盘：主要用于连接芯片的引脚，并通过印刷电路板上的铜膜导线连接其它焊盘。2）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，方便印刷电路板的焊接，所在层为丝印层。2、元件不同封装的体现在PCB图中，元件封装的作用就是指示出实际元件焊接到电路板时所处的位置，并提供焊点。元件的封装与元件本身并不是一一对应的。不同的元件可以采用同一种封装，或是同一种元件也可以采用不同的封装结构。1）电阻插脚式电阻贴片式电阻贴片电阻封装插脚式电阻封装可调式电阻可调电阻的几种封装形式可调式电位器电容元件图原理图封装图无极性电容有极性电容2）、电容图10.2474LS00、74LS02和74LS04的实际引脚分布(4) 集成电路最能体现不同的元件可以具有相同的封装形式莫过于集成电路。现以74系列逻辑电路为例。74系列逻辑电路对应的封装4）、不同的元件有相同的封装不同的元件可以采用同一种封装，例如三极管的封装可以和三端稳压器的封装相同。4、元件封装的分类元件的封装可以分为针脚式封装（DIP）和表面粘贴式(SMT)封装两大类。(1) 插针式封装插针式封装是针对插针类元件的，针脚类元件焊接时先要将元件针脚插入焊盘导孔中，然后再焊锡。

注意：焊盘的板层属性必须为MultiLayer。(2) 表面粘贴式封装表面粘贴式封装的焊盘只限于表面板层，即顶层或底层。注意：焊盘的板层属性必须为单一表面。插针式封装表面粘贴式封装5、常见元件封装介绍常见的元件主要分成分立元件和集成电路两大类。分立元件出现最早，种类也多，包括电阻、电容、二极管等。1）、电阻电阻有固定电阻与可调电阻之分，其封装最大区别就是前者是两引脚，后者是三引脚。对于固定电阻类元件，封装尺寸主要取决于客定功率及工作电压，数值越大，体积越大。①固定电阻固定电阻的封装可以分为贴片式、插脚式与引线式等，最常见的是前二种。插脚式封装命名：AXIAL-*.*AXIAL表示是轴状，*.*表示焊盘中心距离，单位为in,主要有AXIAL-0.3~AXIAL-1.0几种.例如：电阻的封装为AXIAL-0.4，两焊盘间的距离为400mil

100mil=2.54mm,1mm=39.4mil

；电阻贴片式封装电阻贴片式封装命名：R****-****

R****-****指元件尺寸（公制）**mm×**mm元件的长（10mil）（焊盘的中心距离）元件的宽（10mil）（焊盘的宽度）

例如：R5025-2010，表示5mm×2.5mm,焊盘的中心距离为200mil,焊盘的宽度为100mil.电阻的典型封装2）、二极管二极管的尺寸主要取决于额定电流、电压，分为贴片式、插脚式封装。插脚式封装命名：DIODE-*.*,DIO*.*-*×*DIODE-*.*焊盘中心距(in)DIO*.*-*×*焊盘中心距(mm)尺寸(mm)3)、电容电容一般分为电解电容和无极性电容，无极性电容又包括瓷片电容、涤纶电容等。容量越大，体积越大。一般RB是电解电容,RAD为无极性电容.4)、三极管三极管的封装名称：BCY-W35）、集成芯片集成电路是电子线路中应用最为广泛的一类元件，封装形式非常多，即便是同一类的封装，由于引脚数目的不同，封装也会不同。①DIP-双列直插式封装

DIP是最常见的集成电路封装形式，它的特点是体积比较大,焊接比较方便,散热条件好.DIP规格:DIP封装的引脚中心距为100mil,宽度通常为300mil,还有其他宽度如400mil,6OOmil等.焊盘的直径通常为1.5mm(60mil),孔直径为0.9mm(36mil).②SIP-单列直插式封装

SIP从封装的一个侧面引出,排成一条直线.SIP引脚的中心距为100mil,引脚数不等.有时,分立元件也可以采用SIP封装.例如:三极管可以采用SIP3等.③PLCC-带引线的塑料芯片载体

PLCC是贴片式封装的一种,芯片的引脚在芯片体的底部向内弯曲成丁字形.特点:节省空间,但焊接工艺高,手工操作困难.规格:引脚的中心距为50mil,引脚数为18-84个.

④

SO封装

SO封装是一种贴片型封装,与DIP相比,芯片的体积大大减少.SO封装包括有SOP、TSOP，SOJ，SOL等等。它们之间的区别在于外形及引脚间距上的不同。SOJ封装SOL封装SOP封装SOP封装

SOP是小贴片封装的集成电路，和DIP封装对应，这种封装的引脚从封装的两侧引出呈L形。

SOP规格：SOP引脚中心距为50mil，引脚数为8~44个。⑤PGA

PGA是传统的栅格阵列封装，引脚从芯片底部垂直引出，整齐地分布于芯片的四周，很多CPU采用这种封装。

PGA规格：引脚中心距为100mil，引脚数为64~655个。其它集成电路类封装QUAD：是方形贴片封装，焊接较方便。SPGA：是阵列引脚栅格阵列封装。BGA：是球形栅格阵列封装。QUADSPGABGA6.封装的选择要求元件封装的选择是否正确直接影响到PCB的质量。如果选择错误的封装或尺寸不对，都会使元件安装不上，甚至使PCB报废。在选择封装考虑如下几点：1）、必须对元件封装形式的重要性有高度的认识。对元件封装形式认识不足或把握不准将无法保证PCB设计的正确性，合理性更无从谈起。2）尽管电子元件有统一的外观，但并不意味对这些元件的实际使用总是必须遵从。AXIAL封装电阻的变通应用3）、设计封装应考虑PCB板大小，及元件散热等问题。如有元件没有提供封装，可以单独创建封装。7.根据封装图设计封装如何根据元件的外观及尺寸设计封装?首先学会看懂元件的外观及尺寸表.例如:SOP-16封装集成电路的外观及尺寸表.第1引脚标注各尺寸的数值大小可以读出如下数据:D:为元件外观的长;E:为元件外观的宽;H-E:为引脚的长度;e:为引脚间的间距;b:为引脚的直径.毫米单位英寸单位描绘封装尺寸设计2)得到元件的尺寸,及引脚的间距及大小.3)根据得到的数据设计出元件的封装图.

焊盘的大小要比实际的引脚大,根据经验,焊盘直径,过孔直径与实物引脚直径一般遵循如下规则:过孔直径≥实物引脚直径+(5~10mil)焊盘直径≥过孔直径+过孔直径×(20%~40%)二.制作元器件封装在创建新的元器件封装前，应首先新建一个元器件封装库，来绘制和存储新建元器件封装。新建元器件封装库命令:Files—News—Library–PCBLibrary

绘制元件封装先把Topoverlay设置为当前绘画层.1、通过菜单新建元件库图10.29新建PCB元件库图10.30进入PCB元件编辑器2.认识元器件封装库编辑器元件封装列表元件图元栏一.手工创建封装在进行手工绘制新的元器件封装前，必须要先了解需要绘制的元器件实物的物理尺寸与引脚功能。以创建DIP8的封装符号为例,尺寸为：焊盘的垂直间距100mil，水平间距300mil，外形轮廓框长400mil，宽200mil，距焊盘50mil，圆弧半径25mil。

4.放置焊盘

①执行菜单命令Place|Pad，或单击放置工具栏的按钮。

②按Tab键系统弹出焊盘的属性对话框。按要求设置焊盘的有关参数。

3.新建一个新元件在PCBLibrary面板的元件框空白处右键新建，新元件的默认名是PCBCOMPONENT_1。孔直径焊盘直径

③按要求放置焊盘。

④将焊盘1的焊盘形状设置为矩形（Rectangle），以标识它为元件的起始焊盘。

①

将工作层切换为顶层丝印层（TopOverLay）。

②利用中心法绘制圆弧。执行菜单命令Place|Arc(Center)，或单击放置工具栏的按钮即可绘制圆弧。

5.绘制外形轮廓④绘制元件的边框执行菜单命令Place|Track，或单击放置工具栏的按钮。（5）命名与保存命名：左键单击PCB元件库管理器中的Rename按钮，弹出重命名元件对话框，如图所示。在对话框中输入新建元件封装的名称，单击OK按钮即可。本例命名为DIP-8。课堂练习二2、根据右图SOT-23的外形及数据表，手动制作该PCB元件。二.自动生成PCB封装库