第十三章 元器件封装的制作

元器件封装的制作第十三章目录基本概念元器件的封装本章小结基本概念元器件的封装是指元器件焊接到PCB时的外观及焊盘的位置。既然元器件封装只是元器件外观和焊盘的位置，那么元器件的封装仅仅只是空间的概念。因此，不同的元器件可以共用同一个元器件封装，另外，同种元器件也可以有不同的封装形式，所以在取用、焊接元器件的时候，不仅要知道元器件的名称，还有知道元器件的封装类型。PCB上的元器件大致可以分为3类，即连接器、分立元器件和集成电路。元器件封装信息的获取通常有两种途径，即元器件数据手册和自己测量实物。元器件的数据手册可以从厂家或互联网上获取。基本概念元器件封装的具体形式

元器件封装分为插入式封装和表面黏贴式封装。其中将零件安置在板子的一面，并将引脚焊在另一面上，这种技术称为插入式（ThroughHoleTechnology，THT）封装；而引脚是焊在与零件同一面，不用为每个引脚的焊接而在PCB上钻洞，这种技术称为表面黏贴式（SurfaceMountedTechnology，SMT）封装。使用不同封装的优缺点对比：使用THT封装的元器件需要占用大量的空间，而且焊点也比较大；SMT封装元器件也比THT元器件要便宜，所以现今的PCB上大部分都是SMT。但THT元器件和SMT元器件比起来，与PCB连接的构造比较好。基本概念元器件封装的具体形式小外形封装双列直插式封装塑封J引线封装薄塑封四角扁平封装塑封四角扁平封装薄型小尺寸封装球栅阵列封装封装基本概念元器件封装的命名元器件封装的命名规则一般是元器件分类+焊盘距离（或焊盘数）（+元器件外形尺寸）。下面具体介绍几种封装命名。CAP10：即普通电容的封装，CAP表示电容类，10表示两个引脚间距为10mil。CONN-DIL8：接插件封装，CONN表示插件类，DIL表示通孔式，8表示8个焊盘。0402：表面安装元器件的封装，两个焊盘，焊盘间距为36th（th为毫英寸，及10-3in），焊盘大小为20th×30th。基本概念焊盘的介绍元器件封装设计中最主要的是焊盘的选择。焊盘的作用是放置焊锡从而连接导线和元器件的引脚。焊盘是PCB设计中最常接触的也是最重要的概念之一。在选用焊盘时要从多方面考虑，PROTEUS中可选的焊盘类型很多，包括圆形、正方形、六角形和不规则形等。在设计焊盘时，需要考虑以下因素：①发热量的多少；②电流的大小；③当形状上长短不一致时，要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异不能过大；④需要在元器件引脚之间布线时，选用长短不同的焊盘；⑤焊盘的大小要按元器件引脚的粗细分别进行编辑确定；⑥对于DIP封装的元器件，第一引脚应该为正方形，其他为圆形。基本概念与封装有关的其他对象过孔（Via）：过孔即在各层需要联通的导线交汇处钻出一个公共孔。通孔：从顶层贯穿到底，穿透式过孔。盲孔：从顶层通过内层或从内层通到底层的盲过孔。埋孔：内层间隐藏的过孔。导线与飞线：有电气连接的敷铜走线。敷铜（Zone）：可以有效屏蔽信号，提高电路板的抗电磁干扰能力。安全距离（Clearance）：安全距离是铜线与铜线、铜线与焊盘、焊盘与焊盘、焊盘与过孔之间的最小距离。缩颈（Neck

down）：当导线穿过较窄的区域时自动减缩线宽，以免违反设计规则。设计单位说明设计中常用单位如下：in—英寸，th—毫英寸，m—米，cm—厘米，mm—毫米，μm—微米。1in

=25.4mm。元器件的封装概述PROTEUS软件系统本身提供的封装库包含了较丰富的内容，有通用的IC、三极管、二极管等大量的穿孔元器件封装库，有连接器类型封装库，还有包含所有分立元器件和集成电路的SMT类型封装库。如果PROTEUS元器件库中包含所需的封装，可以直接使用“PACKAGE”属性调用，如果没有，则需要预先创建元器件封装。插入式元器件封装下面介绍几种常用元器件的符号、实物和元器件封装（1）DIP开关原理图符号元器件实物PCB封装元器件的封装插入式元器件封装下面介绍几种常用元器件的符号、实物和元器件封装（2）电源插座原理图符号元器件实物PCB封装元器件的封装插入式元器件封装下面介绍几种常用元器件的符号、实物和元器件封装（3）单片机原理图符号元器件实物电路板元器件的封装插入式元器件封装创建DIP元器件封装步骤如下：在PROTEUS工具栏中启动ARES界面；单击ARES界面左侧工具栏中的“SquareThrough–holePadMode”图标，在选择器中列出了所有正方形焊盘的内径和外径尺寸，按需要选择合适的尺寸；在原点处单击鼠标左键，摆放选中的焊盘，并把它放在一个原点的位置上（列表中没有所需焊盘尺寸时，可以自己创建焊盘）；单击ARES界面左侧工具栏中的“RoundThrough–holePadMode”图标，在选择器中列出了所有圆形焊盘的内径和外径尺寸，按需要选择合适的尺寸；根据自己的需要重复上述操作；元器件的封装插入式元器件封装创建DIP元器件封装步骤如下：右击方形焊盘，在出现的子菜单中单击“EditProperties”，在“Number”栏中输入“1”；或者也可以直接双击方形焊盘，从而进行设置，单击“OK”按钮，此时焊盘上显示引脚编号；重复上述操作，完成其余的引脚分配编号；单击左侧工具箱中的“2DGraphicsBoxMode”，在左下方的下拉列表中选择层面；单击工具箱中的“2DGraphicsMarkersMode”，在列表中选择“ORIGIN”，在第一个焊盘处添加原点标记；在选中的“2DGraphicsMarkersMode”列表中选择“REFERENCE”然后添加元器件ID；元器件的封装插入式元器件封装创建DIP元器件封装步骤如下：选中所有焊盘及丝印图形，在菜单栏中选择“Library”→“Make

Package”，打开“MakePackage”对话窗口，如图13-51所示；其中，“NewPackageName”为新封装名称，“PackageCategory”为封装类别，“PackageType”为封装类型，“PackageSub-category”为封装子类别，“PackageDescription”为封装描述，“AdvancedMode(EditManually)”为高级模式(手工编辑)，“SavePackageToLibrary”为保存封装到指定库中。单击“OK”按钮，保存封装；在封装的窗口找到此元器件就可以正常使用了。图13-51“Make

Package”对话框元器件的封装插入式元器件封装直插式的其他元器件的封装：在PROTEUS工具栏中启动ARES界面；单击ARES界面左侧工具栏中的“SquareThrough–holePadMode”图标，在选择器中列出了所有正方形焊盘的内径和外径尺寸，按需要选择合适的尺寸；在原点处单击鼠标左键，摆放选中的焊盘，并把它放在一个原点的位置上（列表中没有所需焊盘尺寸时，可以自己创建焊盘）；单击ARES界面左侧工具栏中的“RoundThrough–holePadMode”图标，在选择器中列出了所有圆形焊盘的内径和外径尺寸，按需要选择合适的尺寸；根据自己的需要重复上述操作；元器件的封装插入式元器件封装直插式的其他元器件的封装：选中圆形焊盘，执行“Edit”→“Replicate”，在弹出的“Replicate”对话窗口中设置参数，单击“OK”按钮，则选中焊盘，在出现的“Edit

Single

Pin”对话窗口中对焊盘进行编号；单击左侧工具箱中的“2DGraphicsBoxMode”，在左下方的下拉列表中选择层面；单击工具箱中的“2DGraphicsMarkersMode”，在列表中选择“ORIGIN”，在第一个焊盘处添加原点标记；在选中的“2DGraphicsMarkersMode”，的列表中选择“REFERENCE”，添加元器件ID；选中所有焊盘及丝印图形，在菜单栏中选择“Library”→“MakePackage”，打开“MakePackage”对话窗口，按需设置，单击“OK”完成封装，可以在拾取封装的列表中即可找到此元器件。元器件的封装贴片式（SMT）元器件封装的制作贴片式封装主要用于分立元器件，分立元器件主要包括电阻、电容、电感、二极管和三极管等，这些都是电路设计中最常用的电子元器件。现在，60%以上的分立元器件都有贴片封装，下面主要介绍贴片的分立元器件封装的制作。信号发生器电路原理图中分立元器件LED可以采用贴片式的封装，通过查阅数据手册，这里采用贴片式的0805封装系列的黄色LED封装形式进行封装，其数据手册如图13-68所示。图13-68LED的数据手册元器件的封装贴片式（SMT）元器件封装的制作步骤如下：在PROTEUS软件中进入PCB设计界面然后单击ARES界面左侧工具栏中的“RectangularSMTPad”按钮，选择器中列出了所有矩形焊盘的长和宽尺寸，选择合适的焊盘尺寸，若没有合适的则自己设置；选中焊盘后，在坐标处单击，添加一个焊盘；根据需要决定是否重复上述操作；双击左键打开“EditSinglePin”对话窗口，在“Number”栏中输入“1”。单击左侧工具箱中的“2DGraphicsBoxMode”在左下方的下拉列表中选择层面；图13-68LED的数据手册元器件的封装贴片式（SMT）元器件封装的制作步骤如下：单击工具箱中的“2DGraphicsMarkersMode”，在列表中选择“ORIGIN”，在第一个焊盘处添加原点标记；选中的“2DGraphicsMarkersMode”的列表中选择“REFERENCE”添加元器件ID；选中所有焊盘及丝印图形，在菜单栏中选择“Library”→“MakePackage”，打开“MakePackage”对话窗口，如图13-83所示，按照图片设置；单击“OK”按钮，保存封装。在拾取封装的窗口中即可找到此元器件，这时此元器件封装就可以正常使用了。图13-83“Make

Package”对话框元器件的封装指定元器件封装在原理图中，右击选中一个命名为SQUARE的LED，单击鼠标左键打开“EditComponent”对话窗口，选中窗口左下角的“Editallpropertiesastext”选项，在文本区域中添加一条属性“{PACKAGE=LED_100}”，如图13-85所示。此外也可以双击SQUARE的LED，就会弹出13-85的界面，从而进行设置。用上述相同的方法，为其他的LED指定封装；图13-85LED指定封装元器件的封装指定元器件封装在进行PCB设计之前应该先检查一下元器件的封装是否全部指定或是否全部正确。单击工具栏，出现如图13-87所示窗口，可以观察元器件封装是否全部指定。还可以在再在菜单栏选择“Library”→“VerifyPackagings”，查看元器件封装是否有错误；图13-87查看元器件封装元器件的封装指定元器件封装在检查没有错误后，单击工具栏图标，进入ARESPCB编