OrCAD和PADS Layout电路设计与实践：利用Wizard向导器制作PCB封装

利用Wizard向导器制作PCB封装

6.1PADSLayout系统自带元件库中常见的PCB封装6.2绘图子工具栏6.3利用【DIP】标签页制作双列直插式封装6.4利用【SOIC】标签页制作小外形封装6.5利用【QUAD】标签页制作四方引出扁平封装6.6利用【Polar】标签页制作圆周引出引脚直插式封装6.7利用【PolarSMD】标签页制作圆周引出引脚表贴式封装6.8利用【BGA/PGA】标签页制作BGA封装6.9跳线的封装设计

PADSLayout提供了两种制作PCB封装的方法：Wizard向导器和手工制作。Wizard向导器能快速完成DIP、SOIC和BGA/PGA等国际标准封装的制作，而且能做到即时在线预览。手工制作主要是针对各种不规则的封装。利用Wizard向导器制作PCB封装时，只需按每一个表格的提示输入相应的数据，而且每一个数据产生的结果在预览框中都可以实时看到，这对于设计者来说完全是一种可见即可得的制作方法。由于这种制作方式就好像填表一样简单，所以也称其为填表式。本章先介绍PADSLayout系统自带元件库中一些常见的PCB封装，再介绍利用Wizard向导器制作PCB封装的技巧与实例，至于手工制作PCB封装，将在第7章介绍。6.1PADSLayout系统自带元件库中常见的PCB封装通过对第5章的学习，大家已经掌握了如何浏览PADSLayout系统自带元件库中PCB封装的方法。下面介绍一些常见的PCB封装。贴片式的电阻、电容是最常见的贴片式二端元件，它们的PCB封装常以它们的外形尺寸命名，表6-1给出了贴片式二端元件的封装尺寸。如图6-1所示是PADSLayout系统自带元件库common中常见二端元件的贴片式封装，图中的“0402”、“0603”等既是元件类型(PartType)的名称，又是PCB封装(PCBDecal)的名称。表6-1二端元件的贴片式封装尺寸图6-1常见二端元件的贴片式封装形式像电阻、电感、二极管等，传统的插针式封装还普遍存在，它们的引脚是轴向的。在PADSLayout系统自带元件库misc中，轴向引脚电阻的元件类型(PartType)如图6-2所示。图中的“RES-1/2W”、“RES-1/4W”等是元件类型的名称，要想查看它们对应的PCBDecal，可以这样操作：在如图6-2所示【LibraryManager】对话框中，选中【PartType】列表中的某个元件类型，然后单击“Edit”按钮，调出【PartInformationforPart】对话框，切换到【PCBDecals】标签页，如图6-3所示。图6-2轴向引脚电阻的常见封装形式图6-3查看某个PartType包含的PCBDecal插针式电容的封装形式很多，PADSLayout系统几乎提供了所有的形式。打开【LibraryManager】对话框，在misc库为当前库的情况下，在【Filter】编辑栏中输入“CAP*”，再单击“Parts”按钮和“Apply”按钮，可以查看该库中所有的电容封装。图6-4列出了部分的PCB封装，图中的“CAP-AE4”、“CAP-CK06”等是misc库中元件类型的名称，它们包含的PCBDecal大部分在元件库common中。

PADSLayout系统提供了5种晶振的封装，如图6-5所示。这5种晶振的PCBDecal和PartType同名，其中，CRYSTAL1、CRYSTAL2、CRYSTAL3的PCBDecal和PartType都在common库中，XTAL1、XTAL2的PCBDecal在common库中，PartType在misc库中。图6-4电容的常见封装形式图6-5晶振的常见封装形式

PADSLayout系统提供了3种LED的封装形式，它们的PCB封装如图6-6所示，分别介绍如下。

(1) LED：其PCBDecal和PartType同名，PCBDecal在common库中，PartType在misc库中。

(2) LED-1：其PCBDecal和PartType同名，并且都在common库中。

(3)  LED-S：其PCBDecal名称是LED-S，在common库中；其PartType名称是LED，在misc库中。图6-6LED的常见封装形式如图6-7所示是另外几种常见的封装形式形式，分别介绍如下。

(1) SOT23：其PCBDecal和PartType同名，并且都在common库中。例如，NPN型晶体管CMBT9013就是采用这种封装。

(2) TO-92：其PCBDecal和PartType同名，并且都在common库中。例如，NPN型晶体管H9013就是采用这种封装。

(3) 两种RJ45接头的PCB封装。一种PartType是CON-AMP-MJ8-SL，它对应的PCBDecal为AMP-MJ8-SL；另一种PartType是CON-AMP-MJ8，它对应的PCBDecal为AMP-MJ8。它们都在connect库中。图6-7常见的封装形式

(4) connect库还提供了常用的串口接插件DB9的2种封装，母插座的PCBDecal是DB9-HF，PartType是CON-DB9HF；公插座的PCBDecal是DB9-HM，PartType是CON-DB9HM。公插座和母插座在PCB封装上的差别是引脚编号的顺序不同。

(5) connect库还提供了常用的并口接插件DB25的两种封装，母插座的PCBDecal是DB25-HF，PartType是CON-DB25HF；公插座的PCBDecal是DB25-HM，PartType是CON-DB25HM。公插座和母插座在PCB封装上的差别是引脚编号的顺序不同。从以上介绍可以看出，系统自带的元件库主要是common库、connect库和misc库。这三个库中还有很多常见的PCB封装，比如单列接插件、双列接插件和继电器等，这里就不一一介绍了。至于DIP、SOIC、BGA这些集成电路的国际标准封装，PADSLayout系统自带的元件库中基本上都有，在下面介绍利用Wizard向导器制作PCB封装时再介绍。注意：初学者一定要花一定时间熟悉PADSLayout系统自带的PCB封装，在设计PCB时有很多封装可以从系统直接调用，没有必要自己制作，这样不但可以极大地提高工作效率，而且还能减少出错的几率。6.2绘图子工具栏在5.2节介绍了从PCB设计窗口执行【Tools】→【PCBDecalEditor】菜单命令进入封装制作窗口的方法，这里介绍通过【LibraryManager】对话框进入封装制作窗口的方法。执行【File】→【Library…】菜单命令，调出【LibraryManager】对话框。单击该对话框的“Decals”按钮，再单击“New…”按钮，即进入了封装制作窗口。进入封装制作窗口后，关闭【LibraryManager】对话框。在封装制作窗口，单击主工具栏上的“Drafting”按钮，调出绘图子工具栏，如图6-8所示。图6-8封装制作窗口的绘图子工具栏绘图子工具栏中的各个按钮简单介绍如下。●“Select”按钮：单击该按钮，光标进入选择模式。●“Terminal”按钮：用来增加元件脚焊盘。●“2DLine”按钮：绘制各种二维图形、元件外框，如长方形、直线等。●“Text”按钮：增加文字描述。●“Copper”按钮：铺放实心铜皮。●“CopperPourCutout”按钮：从铺放好的实心铜皮中挖出各种形状的铜皮。●“Keepout”按钮：对某一设置的区域进行各种控制，如高度控制、禁止在这区域布线、铺铜，等等。●“FromLibrary”按钮：从库中增加各种二维线的图形或冻结图形。●“Wizard”按钮：单击该按钮，调出Wizard向导器，制作一些标准的PCB封装。●“AddNewLabel”按钮：增加元件的丝印描述，如元件名、类型和各种元件属性等等，这个增加的丝印可以和原丝印完全相同，还可以和原丝印同层或不同层，而且和原丝印、元件紧密结合在一起，这个功能对于设计单面电路板特别有用。●“DXF”按钮：导入DXF文件。●“Options”按钮：设置系统参数，调出【Options】对话框。在本章中，主要利用Wizard向导器制作PCB封装。单击“Wizard”按钮，可调出【PinWizards】对话框,即Wizard向导器。6.3利用【DIP】标签页制作双列直插式封装

DIP(dualin-linepackage)是双列直插式封装。采用双列直插形式封装的集成电路芯片，其引脚数一般不超过100，绝大多数中小规模集成电路均采用这种封装形式。DIP封装的集成电路有两排引脚，可以插在具有DIP结构的插座上，当然，也可以直接焊接在具有相同通孔数和几何排列的电路板上。

DIP封装结构形式有多层陶瓷双列直插式DIP、单层陶瓷双列直插式DIP、引线框架式DIP等。

DIP封装还可以按包装材料分类，有塑料包装和陶瓷包装等。

DIP封装具有以下特点：适合在PCB(印制电路板)上通孔焊接，操作方便；芯片面积与封装面积之间的比值较大，故体积也较大。6.3.1【DIP】标签页简介在绘图子工具栏中单击【Wizard】按钮，则调出如图6-9所示的【PinWizards】对话框，即Wizard向导器。从图6-9可知，利用Wizard向导器可以制作DIP、SOIC、QUAD、Polar、PolarSMD和BGA/PGA等7种标准的PCB封装。如图6-9所示，切换到【PinWizards】对话框的【DIP】标签页，该标签页中各项含义如下。图6-9利用Wizard向导器制作DIP20●【Pins】组合框中的【Pinpitch】编辑栏：同一列的两个相邻引脚中心之间的距离。●【Pins】组合框中的【Rowpitch】编辑栏：两列引脚中心之间的距离。●【Pin1shape】单选框：决定PCB封装第1个引脚的形状是圆形(circle)还是方形(square)。●【Plated】复选项：选中则表示PCB封装的引脚是镀铜孔，不选中则表示PCB封装的引脚是非镀铜孔。●【Silkscreen】组合框中的【Create】复选项：选中则表示产生封装外形示意框(也就是丝印框，不导电的)，不选中则表示不产生封装外形示意框。一般都要选中。●【Silkscreen】组合框中的【Notch】复选项：如果选中该复选项，则在封装外形示意框一端产生凹口，否则不产生凹口(该复选项只在选中了Create复选项后才有效)。●【Silkscreen】组合框中的【Spacingfrompincenter】编辑栏：封装外形示意框距引脚中心的距离。●【Silkscreen】组合框中的【Outdentfromfirstpincenter】编辑栏：封装外形示意框凹口一端距第1个引脚中心的垂直距离。●【Silkscreen】组合框中的【Layer】选择栏：封装外形示意框(丝印框)可以放在哪些层，如果选择所有层(AllLayers)，则表示将来在哪一层安装元件，那么封装外形示意框就出现在哪一层。●【Units】单选框：Mils表示英制单位密尔，Metric表示公制单位毫米，Inches表示英制单位英寸。●【Viewfrombottomside】复选框：选中则表示预览图形显示PCB封装的反面，不选中则表示预览图形显示PCB封装的正面。6.3.2制作串口电平转换芯片SP3223UEP的PCB封装串口电平转换芯片SP3223有多种封装形式，这里采用20个引脚的DIP封装，它对应的订购型号(OrderingPartNo.)是SP3223UEP。SP3223UEP的几何外形如图6-10所示，图中的各项参数值见表6-2。表6-2也给出了16个引脚、28个引脚的DIP封装的参数值，其括号中的参数是以公制的毫米(mm)为单位的，没有括号的参数是以英制的英寸(Inch)为单位的。图6-10SP3223UEP封装的几何视图表6-2SP3223UEP封装的物理尺寸要制作SP3223UEP的PCB封装，需要图6-10和表6-2中的如下参数(其他参数不需要很精确)：●引脚数量为20；●考虑到实际焊接时的需要，两列引脚的间距E或eA设定为320 Mil；●同一列的引脚的间距e(100 Mil)；●引脚的平均宽度B(18 Mil)，再考虑到过孔镀铜和余量，取B=35 Mil；●引脚根部的平均宽度B1(57.5 Mil)，为了焊接充分，取B1=60 Mil。注意：国际标准封装一般采用英制单位来描述，所以这里一般也只关注英制单位的数据。Wizard向导器主要是用于制作国际标准封装的，所以下面在讲述制作SOIC、QUAD、BGA等封装时，情况是一样的。操作实例：制作串口电平转换芯片SP3223UEP的PCB封装

(1)进入封装制作窗口，执行【File】→【Library…】菜单命令，调出【LibraryManager】对话框，创建自己的元件库MyLib08，并把这个元件库添加到【LibraryManager】对话框的当前列表中。具体操作方法参见5.7.2节和5.7.3节。

(2)在如图6-8所示的封装制作窗口，单击主工具栏上的“Drafting”按钮，调出绘图子工具栏。

(3)在绘图子工具栏中单击“Wizard”按钮，调出如图6-9所示的Wizard向导器。

(4)在Wizard向导器的【DIP】标签页中，更改【Decal】组合框中的【Pin】编辑栏的值为20，也就是将PCB封装的引脚数量改为20，如图6-9所示。注意：上面从图6-10和表6-2中抽取了5个数据，根据这5个数据，只需要更改图6-9所示的【DIP】标签页中的引脚数，其他的系统默认的数据都符合要求，这是因为DIP20是国际标准封装。

(5)单击如图6-9所示Wizard向导器的“OK”按钮，关闭对话框，则在封装制作窗口自动生成了DIP20的封装，不需要作任何修改，如图6-11所示。

(6)执行【File】→【SaveDecal】菜单命令或单击“保存”按钮，则调出图6-12所示的【SavePCBDecaltoLibrary】对话框，更改保存路径为元件库MyLib08所在的路径，给PCB封装取名为“DIP20-300”，如图6-12所示。图6-11自动生成的DIP20封装制作窗口图6-12【SavePCBDecaltoLibrary】对话框注意：引脚数量相同的DIP封装也有多种形式，各种形式之间的主要差别是两列引脚之间的距离为300 Mil、400 Mil等，所以这里给PCB封装名称的后面加一个后缀“300”。用户也可以使用其他的名称，建议要有特色且有明显意义。

(7)单击“OK”按钮，关闭如图6-12所示的【SavePCBDecaltoLibrary】对话框，这时调出如图6-13所示的提示对话框。注意：既可以在这个时候创建元件类型(PartType)，也可以今后单独创建元件类型，但是切记，只有分配给某个元件类型后PCB封装才能被调用。图6-13提示对话框

(8)单击按钮，关闭提示对话框，准备创建一个新的元件类型。调出如图6-14所示的创建元件类型对话框。在该对话框中，从【PCBDecals】标签页可以看到，系统自动将刚才制作的PCB封装分配给了该元件类型。如果查看该对话框的【Gates】标签页，还没有为该元件类型分配逻辑封装(CAEDecal)，则在关闭该对话框时系统还会用记事本打开一个信息文件告知没有分配逻辑封装，可不理会，关闭它。

(9)单击“OK”按钮关闭图6-14所示的创建元件类型对话框，调出如图6-15所示的【SavePartTypetoLibrary】对话框。将这个元件类型命名为“DIP20”，更改保存路径为元件库MyLib08所在的路径，然后单击“OK”按钮，关闭这个对话框，则创建了一个元件类型“DIP20”，它对应的PCB封装是“DIP20-300”。图6-14创建元件类型对话框图6-15【SavePartTypetoLibrary】对话框注意：最多可以为每个元件类型分配16个PCB封装，当一个元件类型只有一个PCB封装时，建议元件类型和PCB封装同名，否则不同名。实际上，PADSLayout系统的common库中有大量的DIP封装，如图6-16所示。从图6-16还可知，DIP22有两种封装：一种封装的两列引脚之间的距离为300 Mil，另一种封装的两列引脚之间的距离为400 Mil。图6-16查看系统自带的DIP封装6.4利用【SOIC】标签页制作小外形封装在【SOIC】标签页，除了可以制作SOIC(smalloutlineintegratedcircuit)这种贴片式小外形集成电路封装外，实际上还可以制作小外形封装SOP(smalloutlinepackage)、J形引脚小外形封装(SOJ)、薄小外形封装(TSOP)、甚小外形封装(VSOP)、缩小形SOP(SSOP)及薄的缩小形SOP(TSSOP)等。6.4.1【SOIC】标签页简介在如图6-9所示的Wizard向导器中单击【SOIC】标签页，如图6-17所示。现对该标签页的各项含义介绍如下。●【Decal】组合框中的Vertical(垂直的)和Horizontal(水平的)两个单选项：决定PCB封装在标签页的右边预览的图形呈垂直或水平放置。图6-17【SOIC】标签页●【Decal】组合框中的【Pin】编辑栏：PCB封装的引脚数量。●【Origin】单选框：决定PCB封装的原点定在中心(Center)还是第1个引脚(Pin1)处。●【Pins】组合框中的【Width】编辑栏：引脚焊盘的宽度。●【Pins】组合框中的【Length】编辑栏：引脚焊盘的长度。●【Pins】组合框中的【Pin】编辑栏：位于同一列的引脚中心之间的距离。●【Pinshape】单选框：决定引脚的形状是椭圆形(Oval)还是长方形(Rectangle)；●【Rowpitch】组合框：两列引脚中心之间(Centertocenter)的水平距离、内侧之间(inneredgetoedge)的水平距离或者外侧之间(Outeredgetoedge)的水平距离。●【Silkscreen】组合框中的【Create】复选项：选中表示产生封装外形示意框(也就是丝印框，不导电)，否则表示不产生封装外形示意框。●【Silkscreen】组合框中的【Notch】复选项：选中表示在封装外形示意框一端产生凹口，否则不产生凹口(该复选项只是在选中了【Create】复选项后才有效)。●【Silkscreen】组合框中的【Spacingfrompin】编辑栏：封装外形示意框离两列引脚中心的距离。●【Silkscreen】组合框中的【Outdentfromfirstpin】编辑栏：封装外形示意框凹口一端距第1个引脚中心的垂直距离。●【Silkscreen】组合框中的【Layer】选择栏：封装外形示意框(丝印框)可以放在哪些层，如果选择所有层(AllLayers)，则表示将来在哪一层安装元件，那么封装外形示意框就出现在哪一层。●【Units】单选框：Mils表示英制单位密尔，Metric表示公制单位毫米，Inches表示英制单位英寸。●【Viewfrombottomside】复选框：选中则表示预览图形显示PCB封装的反面，不选中则表示预览图形显示PCB封装的正面。●“Default”按钮：单击该按钮，【SOIC】标签页的各项都采用缺省的参数设置。6.4.2制作RAM存储器A62S6308V-10S的PCB封装

RAM存储器集成电路A62S6308有多种封装形式，这里采用32个引脚的TSOP封装，它对应的订购型号(OrderingPartNo.)是A62S6308V-10S。A62S6308V-10S的几何外形如图6-18所示，图中各项参数值见表6-3。图6-1832个引脚的TSOP封装的几何视图表6-3A62S6308V-10S封装的物理尺寸要制作A62S6308V-10S的PCB封装，需要图6-18和表6-3中的参数如下：●引脚数量为32。●引脚的平均宽度b=9 Mil，考虑到一定的余量，取b=12 Mil。●引脚长度L=20 Mil，为了焊接充分，取L=50 Mil。●同一列的引脚的间距

=20 Mil。●两列引脚的间距HD=787Mil，再考虑到一定的余量，将两列引脚中心的水平距离定为777 Mil。操作实例：制作RAM存储器A62S6308V-10S的PCB封装

(1)进入封装制作窗口，执行【File】→【Library…】菜单命令，调出【LibraryManager】对话框，创建自己的元件库MyLib08，并把这个元件库添加到【LibraryManager】对话框的当前列表中。注：如果用户已随着本书前述内容创建了这个库，那么可以跳过这一步。

(2)在如图6-8所示的封装制作窗口，单击主工具栏上的“Drafting”按钮，则调出绘图子工具栏。

(3)在绘图子工具栏中单击“Wizard”按钮，调出如图6-9所示的Wizard向导器。

(4)在Wizard向导器的【SOIC】标签页中，进行如下更改：●更改【Decal】组合框中的【Pin】编辑栏的值为32。●更改【Pins】组合框中的【Width】编辑栏的值为12。●更改【Pins】组合框中的【Length】编辑栏的值为50。●更改【Pins】组合框中的【Pin】编辑栏的值为20(这是同一列的引脚的间距)。●更改【Rowpitch】组合框中编辑栏的值为777，并选中“Centertocenter”(中心之间)选项。更改后的Wizard向导器如图6-17所示。

(5)单击图6-17所示的Wizard向导器的“OK”按钮，关闭该对话框，则在封装制作窗口自动生成了TSOP32的封装，不需要作任何修改，如图6-19所示。图6-19自动生成的TSOP32封装制作窗口

(6)执行【File】→【SaveDecal】菜单命令或单击保存按钮，调出如图6-20所示的【SavePCBDecaltoLibrary】对话框，更改保存路径为元件库MyLib08所在的路径，给PCB封装取名为“TSOP32”，如图6-20所示。

(7)单击“OK”按钮，关闭图6-20所示的【SavePCBDecaltoLibrary】对话框，调出图6-21所示的提示对话框。注意：既可以在这个时候创建元件类型，也可以以后单独创建元件类型，但是切记，只有分配给某个元件类型后PCB封装才能被调用。图6-20【SavePCBDecaltoLibrary】对话框图6-21提示对话框

(8)单击按钮，关闭提示对话框，准备创建一个新的元件类型。调出如图6-22所示的创建元件类型对话框，从其中的【PCBDecals】标签页可以看到，系统自动将刚才制作的PCB封装分配给了该元件类型。如果查看该对话框的【Gates】标签页，发现还没有为该元件类型分配逻辑封装(CAEDecal)，则在关闭该对话框时系统还会用记事本打开一个信息文件告知没有分配逻辑封装，暂不理会并关闭它。图6-22创建元件类型对话框

(9)直接单击“OK”按钮关闭如图6-22所示的创建元件类型对话框，调出如图6-23所示的【SavePartTypetoLibrary】对话框。将这个元件类型命名为“MyTSOP32”，更改保存路径为元件库MyLib08所在的路径，然后单击“OK”按钮，关闭该对话框，则创建了一个元件类型“MyTSOP32”，它对应的PCB封装是“TSOP32”。实际上，PADSLayout系统的common库中有大量的SOIC类型的封装，如图6-24所示。图6-23【SavePartTypetoLibrary】对话框图6-24系统自带的SOIC类型封装6.5利用【QUAD】标签页制作四方引出扁平封装在【QUAD】标签页，可以制作四方引出扁平封装QFP(quadflatpackage)。四方引出扁平封装(QFP)有多种改进型，如薄型QFP(TQFP)、细引脚间距QFP(VQFP)、缩小型QFP(SQFP)、塑料QFP(PQFP)、金属QFP(MetalQFP)、载带QFP(TapeQFP)等。这些QFP均适合表面贴装。6.5.1【QUAD】标签页简介在如图6-9所示的Wizard向导器中，单击【QUAD】标签页，如图6-25所示，各项含义如下：●【Decal】组合框中的【Horizontal】(水平的)编辑栏：每行的引脚数量。●【Decal】组合框中的【Vertical】(垂直的)编辑栏：每列的引脚数量。●【Origin】单选框：决定PCB封装的原点定在中心(Center)还是第1个引脚(Pin1)处。●【Pinnumbering】单选框：PCB封装引脚编号是顺时针方向(Clockwise)还是逆时针方向(CCW)。图6-25【QUAD】标签页●【Pin1】组合框：确定第1引脚的位置，V形凹口对应第1引脚。●【Silkscreen】组合框中的【Create】复选项：选中则表示产生封装外形示意框(也就是丝印框，不导电)，否则表示不产生封装外形示意框。●【Silkscreen】组合框中的【Notch】复选项：如果选中该复选项，则在封装外形示意框一端产生凹口，否则不产生凹口(该复选项只在选中了Create复选项后才有效)。●【Silkscreen】组合框中的【Horizontal】(水平的)编辑栏：封装外形示意框的水平宽度。●【SilkScreen】组合框中的【Vertical】(垂直的)编辑栏：封装外形示意框的垂直宽度。●【SilkScreen】组合框中的【Layer】选择栏：封装外形示意框(丝印框)可以放在哪些层，如果选择所有层(AllLayers)，则表示将来在哪一层安装元件，那么封装外形示意框就出现在哪一层。●【Pins】组合框中的【Width】编辑栏：引脚焊盘的宽度。●【Pins】组合框中的【Length】编辑栏：引脚焊盘的长度。●【Pinshape】单选框：决定引脚的形状是椭圆形(Oval)还是长方形(Rectangle)。●【Pins】组合框中的【Pin】编辑栏：同一列相邻引脚中心之间的距离。●【Rowpitch】组合框：相对两列引脚中心之间(Centertocenter)的距离、内侧之间(Inneredgetoedge)的距离或者外侧之间(Outeredgetoedge)的距离。●【Units】单选框：Mils表示英制单位密尔，Metric表示公制单位毫米，Inches表示英制单位英寸。●【Viewfrombottomside】复选框：选中则表示预览图形显示PCB封装的反面，否则表示预览图形显示PCB封装的正面。●“Default”按钮：单击该按钮，【QUAD】标签页的各项都采用缺省的参数设置。6.5.2制作C51系列单片机C8051F023的PCB封装

C51系列单片机C8051F023采用64个引脚的TQFP封装，它的几何外形和物理尺寸如图6-26所示。要制作C8051F023的TQFP64封装，需要图6-26中的如下参数：●引脚的平均宽度为b=0.26 mm；●引脚长度L=1 mm，为了焊接充分，我们取L=3 mm。●同一列的引脚的间距e=0.5 mm；●相对两列引脚的间距D=12 mm，再考虑到引脚长度取L=3 mm，将两列引脚中心之间的垂直距离定为12 mm。图6-26C8051F023的TQFP64封装的几何外形和物理尺寸操作实例：制作C51系列单片机C8051F023的PCB封装

(1)进入封装制作窗口，执行【File】→【Library…】菜单命令，调出【LibraryManager】对话框，创建自己的元件库MyLib08，并把这个元件库添加到【LibraryManager】对话框的当前列表中。如果用户已随着本书前述内容创建了这个库，那么就跳过这一步。

(2)在图6-8所示的封装制作窗口，单击主工具栏上的“Drafting”按钮，调出绘图子工具栏。

(3)在绘图子工具栏中单击“Wizard”按钮，调出如图6-9所示的Wizard向导器。

(4)在Wizard向导器的【QUAD】标签页中，进行如下更改：●在【Units】单选框中，选中公制单位毫米(Metric)；●更改【Decal】组合框中的【Horizontal】(水平的)编辑栏的值为16；●更改【Decal】组合框中的【Vertical】(垂直的)编辑栏的值为16；●选中【Pinnumbering】单选框的逆时针(CCW)选项；● Pin1的位置定在左上角，也就是选中【Side】组合框的项和【Location】组合框的项；●更改【Silkscreen】组合框中的【Horizontal】(水平的)编辑栏的值为8；●更改【Silkscreen】组合框中的【Vertical】(垂直的)编辑栏的值为8；●更改【Pins】组合框中的【Width】编辑栏的值为0.26；●更改【Pins】组合框中的【Length】编辑栏的值为3；●更改【Pin】编辑栏的值为0.5。●在【Rowpitch】组合框中，更改PCB封装两列引脚中心之间(Centertocenter)的距离为12。更改后的Wizard向导器如图6-25所示。注意：这里采用的单位是公制单位毫米，这是因为C8051F023的资料是以公制单位毫米来描述TQFP64封装的。

(5)单击图6-25所示Wizard向导器的“OK”按钮，关闭该对话框，则在封装制作窗口自动生成了TQFP64的封装，不需要作任何修改，如图6-27所示。

(6)执行【File】→【SaveDecal】菜单命令或单击“保存”按钮，调出如图6-28【SavePCBDecaltoLibrary】对话框，更改保存路径为元件库MyLib08所在的路径，给PCB封装取名为“MyTQFP64”，如图6-28所示。

(7)单击“OK”按钮，关闭如图6-28所示的【SavePCBDecaltoLibrary】对话框，这时调出如图6-29所示的提示对话框。注意：既可以在这个时候创建元件类型，也可以今后单独创建元件类型，但是切记，只有分配给某个元件类型后PCB封装才能被调用。图6-27自动生成的TQFP64封装制作窗口图6-28【SavePCBDecaltoLibrary】对话框图6-29提示对话框

(8)单击按钮，关闭提示对话框，准备创建一个新的元件类型。调出如图6-30所示的创建元件类型对话框，从其中的【PCBDecals】标签页可以看到，系统自动将刚才制作的PCB封装分配给了该元件类型。如果查看该对话框的【Gates】标签页，发现还没有为该元件类型分配逻辑封装(CAEdecal)，则在关闭该对话框时系统还会用记事本打开一个信息文件告诉我们没有分配逻辑封装，不理会并将它关闭。

(9)直接单击“OK”按钮关闭如图6-30所示的创建元件类型对话框，这时调出如图6-31所示的【SavePartTypetoLibrary】对话框。将这个元件类型命名为“MyTQFP64”，更改保存路径为元件库MyLib08所在的路径，然后单击“OK”按钮，关闭该对话框，则创建了一个元件类型“MyTQFP64”，它对应的PCB封装是“MyTQFP64”。图6-30创建元件类型对话框

图6-31【SavePartTypetoLibrary】对话框实际上，PADSLayout系统的common库中有大量的QUAD类型的封装，如图6-32所示。图6-32PADSLayout系统自带的QUAD类型的封装6.6利用【Polar】标签页制作圆周引出引脚直插式封装“Polar”的意思是极性的、极线的、极面的。为了便于读者理解，本书给那些引脚沿着圆周分布、直插式的元器件的封装取名为“圆周引出引脚直插式封装”。利用Wizard向导器的【Polar】标签页，就可以制作这一类封装。6.6.1【Polar】标签页简介在图6-9所示的Wizard向导器中单击【Polar】标签页，如图6-33所示。图6-33【Polar】标签页该标签页中的各项含义如下：●【Decal】组合框中的【Pin】编辑栏：引脚数量。●【Origin】组合框中的单选项：决定PCB封装的原点定在中心(Center)还是第1个引脚(Pin1)处。●【Pinnumbering】单选框：PCB封装引脚编号是顺时针(Clockwise)还是逆时针(CCW)。●【Pins】组合框中的【Diameter】编辑栏：引脚的焊盘直径。●【Pins】组合框中的【Drill】编辑栏：引脚的钻孔直径。●【Pins】组合框中的【Start】编辑栏：以度为单位来表示PCB封装的第1引脚在圆周的什么位置。●【Pins】组合框中的【Radius】编辑栏：引脚中心所在圆的半径。●【Pins1Shape】单选框：选中“Square”表示Pin1为方形，选中“Circle”表示Pin1为圆形。●【Pins】组合框中的【Plated】复选项：选中表示PCB封装的引脚是镀铜孔，否则表示PCB封装的引脚是非镀铜孔。●【Silkscreen】组合框中的【Create】复选项：选中表示产生封装外形示意框(也就是丝印框，不导电)，否则表示不产生封装外形示意框。●【Silkscreen】组合框中的【Tab】复选项：如果选中，则在封装外形示意框一端产生凸嘴，否则不产生凸嘴(该复选项只在选中了【Create】复选项后才有效)。●【Silkscreen】组合框中的【Spacingfrompin】编辑栏：封装外形示意框距引脚中心的距离。●【Silkscreen】组合框中的【Tab】编辑栏：以度为单位来表示凸嘴在圆周的什么位置。●【Silkscreen】组合框中的【Layer】选择栏：封装外形示意框(丝印框)可以放在哪些层，如果选择所有层(AllLayers)，则表示将来在哪一层安装元件，那么封装外形示意框就出现在哪一层。●【Units】单选框：Mils表示英制单位密尔，Metric表示公制单位毫米，Inches表示英制单位英寸。●【Viewfrombottomside】复选框：选中表示预览图形显示PCB封装的反面，否则表示预览图形显示PCB封装的正面。●“Default”按钮：单击该按钮，则【Polar】标签页的各项都采用缺省的参数设置。6.6.2制作晶体管2N3866的PCB封装这里以晶体管2N3866为例，介绍TO-39型封装。TO-39型封装即圆周引出引脚直插式封装。

TO-39型封装的形式如图6-34所示。要制作2N3866的TO-39型封装，需要图6-34中的如下数据：●引脚的直径E=0.45 mm，考虑到一定的余量，取E=1.524 mm；● PCB封装的第1引脚在圆周的180°的位置；●共3个引脚；●引脚之间相隔90°；●引脚所在圆周的直径F=5.08 mm；●封装的外围圆周的直径B=9.1 mm。图6-342N3866的TO-39型封装形式操作实例：制作晶体管2N3866的PCB封装

(1)进入封装制作窗口，执行【File】→【Library…】菜单命令，调出【LibraryManager】对话框，创建自己的元件库MyLib08，并把这个元件库添加到【LibraryManager】对话框的当前列表中。如果读者已经创建了这个库，那么就跳过这一步。

(2)在如图6-8所示的封装制作窗口，单击主工具栏上的“Drafting”按钮，调出绘图子工具栏。

(3)在绘图子工具栏中单击“Wizard”按钮，调出如图6-9所示的Wizard向导器。

(4)在Wizard向导器的【Polar】标签页中，进行如下更改：●在【Units】组合框选中公制单位毫米(Metric)。●更改【Decal】组合框Pin编辑栏的值为4，也就是暂时定义PCB封装的引脚数为4，在后续的操作中再删掉一个多余的引脚。●选中【Origin】组合框中的单选项：Center。●选中【PinNumbering】单选框的顺时针(Clockwise)选项。●更改【Pins】组合框中的【Diameter】编辑栏的值为1.524 mm。●更改【Pins】组合框中的【Drill】编辑栏的值为0.889 mm。●更改【Pins】组合框中的【Start】编辑栏的值为180°。●更改【Pins】组合框中的【Radius】编辑栏的值为2.54 mm。●选中【Pins1shape】单选框中的【Square】项。●选中【Pins】组合框中的【Plated】复选项，表示PCB封装引脚的过孔是镀铜孔。●更改【Silkscreen】组合框中的【Tab】编辑栏的值为225°。●更改【Silkscreen】组合框中的【Spacingfrompin】编辑栏的值为2.01(4.55-2.54=2.01)。更改后的Wizard向导器如图6-33所示。

(5)单击图6-33所示Wizard向导器的“OK”按钮，关闭该对话框，则在封装制作窗口自动生成了封装TO-39，如图6-35所示，但是还需要修改。

(6)先在封装制作窗口的空白处单击鼠标左键，再执行鼠标右键命令【SelectTerminals】。

(7)在自动生成的PCB封装图形上用鼠标左键单击引脚4，选中它，这时引脚4呈白色选中状态。

(8)按键盘上的“Delete”键，删除引脚4，如图6-36所示，这才是所需要的TO-39型封装。

(9)执行【File】→【SaveDecal】菜单命令或单击“保存”按钮，调出如图6-37所示的【SavePCBDecaltoLibrary】对话框，更改保存路径为元件库MyLib08所在的路径，给PCB封装取名为“MyTO39”，如图6-37所示。图6-35自动生成的尚未修改的TO-39型封装制作窗口图6-36修改后的TO-39型封装制作窗口

(10)单击“OK”按钮，关闭如图6-37所示的【SavePCBDecaltoLibrary】对话框，调出图6-38所示的提示对话框。注意：既可以在这个时候创建元件类型，也可以今后单独创建元件类型，但是切记，只有给某个元件类型分配后PCB封装才能被调用。

(11)单击按钮，关闭提示对话框，准备创建一个新的元件类型。调出如图6-39所示的创建元件类型对话框，从其中的【PCBDecals】标签页可以看到，系统自动将刚才制作的PCB封装分配给了该元件类型。如果查看该对话框的【Gates】标签页，发现还没有为该元件类型分配逻辑封装(CAEDecal)，所以在关闭该对话框时系统还会用记事本打开一个信息文件告知没有分配逻辑封装，可不理会并将它关闭。图6-37【SavePCBDecaltoLibrary】对话框图6-38提示对话框图6-39创建元件类型对话框

(12)直接单击“OK”按钮关闭如图6-39所示的创建元件类型对话框，这时调出如图6-40所示的【SavePartTypetoLibrary】对话框。将这个元件类型命名为“MyTO39”，更改保存路径为元件库MyLib08所在的路径，然后单击“OK”按钮，关闭该对话框，则创建了一个元件类型“MyTO39”，它对应的PCB封装是“MyTO39”。实际上，PADSLayout系统的common库中有大量的Polar类型的封装，如图6-41所示。图6-40【SavePartTypetoLibrary】对话框图6-41PADSLayout系统自带的Polar封装6.7利用【PolarSMD】标签页制作圆周引出引脚表贴式封装为了便于读者理解，本书将那些引脚沿着圆周分布、表贴式的元器件的封装取名为“圆周引出引脚表贴式封装”。利用Wizard向导器的【PolarSMD】标签页，就可以制作这一类封装。由于制作圆周引出引脚表贴式封装与圆周引出引脚直插式封装很相似，这里就不举例了。在如图6-9所示的Wizard向导器中单击【PolarSMD】标签页，如图6-42所示。图6-42【PolarSMD】标签页该标签页的各项含义如下：●【Decal】组合框中的【Pin】编辑栏：PCB封装的引脚数量。●【Origin】单选框：决定PCB封装的原点定在中心(Center)还是第1个引脚(Pin1)处。●【Pinnumbering】单选框：PCB封装的引脚编号是顺时针(Clockwise)还是逆时针(CCW)。●【Pins】组合框中的【Width】编辑栏：引脚焊盘的宽度。●【Pins】组合框中的【Length】编辑栏：引脚焊盘的长度。●【Pinshape】单选框：决定PCB封装引脚的形状是椭圆形(Oval)还是长方形(Rectangle)。●【Pins】组合框中的【Start】编辑栏：以度为单位来表示PCB封装的第1引脚在圆周的什么位置。●【Rowpitch】组合框：表示PCB封装的引脚中心与原点之间的距离(CentertoOrigin)、引脚内侧与原点之间的距离(Inneredgetoorigin)或引脚外侧与原点之间的距离(Outeredgetoorigin)。●【Silkscreen】组合框中的【Create】复选项：选中表示产生封装外形示意框(也就是丝印框，不导电)，否则表示不产生封装外形示意框。●【Silkscreen】组合框中的【Tab】复选项：如果选中，则在封装外形示意框一端产生凸嘴，否则不产生凸嘴(该复选项只在选中了【Create】复选项后才有效)。●【Silkscreen】组合框中的【Spacingfrompin】编辑栏：封装外形示意框距引脚中心的距离。●【Silkscreen】组合框中的【Tab】编辑栏：以度为单位来表示凸嘴在圆周的什么位置。●【Silkscreen】组合框中的【Layer】选择栏：封装外形示意框(丝印框)可以放在哪些层，如果选择所有层(AllLayers)，则表示将来在哪一层安装元件，那么封装外形示意框就出现在哪一层。●【Units】单选框：Mils表示英制单位密尔，Metric表示公制单位毫米，Inches表示英制单位英寸。●【Viewfrombottomside】复选框：选中表示预览图形显示PCB封装的反面，否则表示预览图形显示PCB封装的正面。●“Default”按钮：单击该按钮，则【PolarSMD】标签页的各项都采用缺省的参数设置。6.8利用【BGA/PGA】标签页制作BGA封装

PGA(ceramicpingridarraypackage)，即插针网格阵列封装。采用这种封装技术的集成电路内外有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列，根据引脚数目的多少，可以围成2～5圈。安装时，将芯片插入专门的PGA插座。为了使得CPU能够更方便地安装和拆卸，从486微处理器芯片开始，就出现了一种ZIFCPU插座，专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。该技术一般用于插拔操作比较频繁的场合。

BGA(ballgridarraypackage)，即球栅阵列封装。该技术的出现成为CPU和主板南、北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。BGA封装具有如下特点：I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装方式，提高了成品率；虽然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善电热性能；信号传输延迟小，适应频率大大提高；装配芯片时可用共面焊接方法，可靠性大大提高。

mPGA，即微型PGA封装，目前只有AMD公司的Athlon64和Intel公司的Xeon(至强)系列CPU等少数产品采用，而且多是高端产品，是一种先进的封装形式。6.8.1【BGA/PGA】标签页简介在图6-9所示的Wizard向导器中单击【BGA/PGA】标签页，如图6-43所示。该标签页的各项含义如下：●【Decal】组合框中的“PinCount：256”显示PCB封装的引脚数量，这是系统根据其他参数的值计算出来的。●【Origin】单选框：决定PCB封装的原点定在中心(Center)还是第1个引脚(Pin1)处。●【Decaltype】单选框：决定PCB封装的类型，Component型封装与Substrate型封装的引脚编号镜像对称。图6-43【BGA/PGA】标签页●【PadStack】组合框的【Throughhole】单选项：决定PCB封装的引脚是直插式的。选中该项时，【Diameter】编辑栏的值决定引脚的直径，【Drill】编辑栏的值决定引脚的过孔的直径，【Plated】复选项决定过孔是否镀铜孔。这种情况下建立的封装称为PGA。●【PadStack】组合框的【SMD】单选项：决定PCB封装的引脚是表贴式的。选中该项时，【Diameter】编辑栏的值决定引脚的焊盘直径。这种情况下建立的封装称为BGA。●【Staggeredrows】复选项：选中时PCB封装的引脚成45°交错排列，否则PCB封装的引脚正常排列。●【Staggerevenrows】单选项：在选中【Staggeredrows】复选项的情况下，选中该单选项表示偶数行的引脚成45°交错排列。●【Staggeroddrows】单选项：在选中【Staggeredrows】复选项的情况下，选中该单选项表示奇数行的引脚成45°交错排列。●【AssignJEDECpinnin】复选项：选中表示PCB封装的引脚需要用字母和数字组合编号，否则表示PCB封装的引脚只需要用数字编号。●【Silkscreen】组合框中的【Create】复选项：选中表示产生封装外形示意框(即丝印框，不导电)，否则表示不产生封装外形示意框。●【Silkscreen】组合框中的【Notch】复选项：如果选中，则在封装外形示意框产生一个切角，用来指示第1个引脚，否则不产生切角(该复选项只在选中了【Create】复选项后才有效)。●【Silkscreen】组合框中的【Spacingfrompin】编辑栏：封装外形示意框距周边引脚中心的距离。●【Silkscreen】组合框中的【Layer】选择栏：封装外形示意框(丝印框)可以放在哪些层，如果选择所有层(AllLayers)，则表示将来在哪一层安装元件，那么封装外形示意框就出现在哪一层。●【Rowpitch】编辑栏和【Columnpitch】编辑栏：决定了PCB封装引脚的行间距和列间距，一般这两个间距都是一样的。●【Rowcount】编辑栏和【Columncount】编辑栏：决定了PCB封装引脚的列数和行数，也就是一行有多少个引脚，一列有多少个引脚，一般这两个引脚数都是一样的。●两个【Void】编辑栏：决定了在PCB封装中间掏空的引脚矩阵的大小。●两个【Center】编辑栏：决定了在PCB封装的中心保留的引脚矩阵的大小。●【Units】单选框：Mils表示英制单位密尔，Metric表示公制单位毫米，Inches表示英制单位英寸。●【Viewfrombottomside】复选框：选中则表示预览图形显示PCB封装的反面，否则表示预览图形显示PCB封装的正面。●“Default”按钮：单击该按钮，则【BGA/PGA】标签页的各项都采用缺省的参数设置。6.8.2制作嵌入式微处理器PXA255的PCB封装

32位ARM嵌入式微处理器PXA255有2