《PCB工艺与设计》课件-项目二：电子元器件与原理图符号库设计

PCB工艺与设计1.元器件的种类导入下图所示元器件是什么类型的封装？学习内容1分立元器件2集成元器件学习目标了解元器件种类在PCB绘制中的重要性掌握常用元器件的几种类型能够准确判断给定元器件的类型1分立元器件分立元器件分立元器件类型插装技术——THT(ThroughHoleTechnology)通过将元件引线插入PCB上预留的通孔，临时固定并焊接在基板的另一面，形成可靠的焊点，建立长期的机械和电气连接。插装表面贴装技术——SMT(SurfaceMountedTechnology)将不带引线或带短引线的表面贴装元器件安装在印制电路板表面或其他基板表面，然后采用锡焊技术进行焊接组装的一种电路组装技术。贴片分立元器件电阻AXIAL-0.3：轴状无极性元器件，焊盘引脚间距0.3inch。插装电阻贴片电阻分立元器件电容无极性电容瓷片电容插装贴片分立元器件电容有极性电容电解电容插装电解电容立式安装插装电解电容卧式安装贴片电解电容分立元器件二极管普通二极管1N4007插装贴片发光二级管插装贴片分立元器件晶体管的插装形式TransistorOutline（晶体管外形），是一种晶体管封装。TO封装TO92T220分立元器件晶体管的插装形式TransistorOutline（晶体管外形），是一种晶体管封装。TO封装TO252分立元器件晶体管的贴片形式小外形晶体管(SmallOut-lineTransistor)，常用于小型半导体器件，如晶体管。SOT封装表面贴装元件，塑料封装居多；外形呈矩形，引脚数量3-6个；常见封装类型SOT-23、SOT-89、SOT-223、SOT-323、SOT-363。特点分立元器件其他分立元件保险丝插装贴片晶振插装贴片2集成元器件集成元器件SIP类型的元器件单列直插式封装(SingleIn-linePackage)。SIP封装特点插装元件，多为塑料封装。集成元器件DIP类型的元器件双列直插式封装(DualIn-linePackage)。DIP封装特点插装元件，塑料封装居多；外形呈矩形，引脚数量8-64。集成元器件SOP类型的元器件小外形封装(SmallOut-linePackage)。SOP封装特点表面贴装元件，塑料封装居多；外形呈矩形，两侧引脚呈L形。SOJ——J型引脚小外形封装；TSOP——薄小外形封装；SSOP——缩小型SOP；TSSOP——薄的缩小型SOP。派生封装集成元器件QFP类型的元器件方形扁平式封装(QuadFlatPackage)。QFP封装特点表面贴装，塑料封装居多；外形呈正方形，四侧引脚呈L型，引脚数量20-348。LQFP——LowProfileQuadFlatPackage，高度更低；PQFP——PlasticQuadFlatPackage，重量更轻，成本更低；TQFP——ThinQuadFlatPackage，更薄。派生封装集成元器件QFN类型的元器件方形扁平无引脚封装(QuadFlatNo-leadsPackage)。QFN封装特点表面贴装，外形呈正方形或矩形，塑料或陶瓷制品；封装四侧有电极触点，无引脚，贴装占有面积比QFP小，高度比QFP低；引脚数量14-100。集成元器件PLCC类型的元器件PLCC封装特点带引线的塑料芯片载体(PlasticLeadedChipCarrier)。表面贴装，外形呈正方形，塑料制品；引脚从封装的四个侧面引出，呈丁字形；尺寸小、可靠性高。集成元器件BGA类型的元器件BGA封装特点球栅阵列封装(BallGridArrayPackage)。表面贴装型封装之一；外形呈正方形，塑料制品；引脚位于；外形尺寸比DIP封装小、可靠性高。思考题通过本课程学习再次判断：下图所示元器件是什么类型的封装？PCB工艺与设计2.原理图Symbol符号导入下图所示元器件符号是否代表同一个器件？学习内容1电子元器件图形符号2AltiumDesigner中原理图符号的属性窗口3元件的原理图Symbol及属性举例学习目标了解原理图符号的意义理解原理图符号的属性窗口各参数含义能够正确设置原理图符号的属性参数1电子元器件图形符号电子元器件图形符号电子元器件图形符号原理图符号（Symbol）是电子元器件的一种图形表达，为了工程师之间能彼此看懂对方的图纸，专业的标准委员会或协会制定了统一的电气标准。IEC61346(IEC-InternationalElectrotechnicalCommission，国际电工委员会，也称欧标)；GOST(俄罗斯国家标准)；GB4728(中国国标)；IEEEStd315-1975(IEEE-InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,美国电气电子工程师学会）。目前常见的电气设计标准有电子元器件图形符号电子元器件图形符号不同标准对比举例GB4728电阻与非门IEEEStd315-1975电阻与非门电子元器件图形符号电子元器件图形符号(部分)2AltiumDesigner中原理图符号的属性窗口AltiumDesigner中原理图符号的属性窗口AltiumDesigner中元器件属性窗口在原理图界面双击元器件打开原理图Symbol属性窗口在原理图界面单击元器件，在右边栏窗口也可以打开原理图Symbol属性窗口AltiumDesigner中原理图符号的属性窗口AltiumDesigner中元器件属性窗口General一般属性LocationGraphicalPartChoicsParametersDesignator：标识符，在整个原理图里面的代称；Comment：注释，相当于属性备注；Part：部分，非复合型器件Part为1；Description：描述；Type：电气类型；DesignItemID：库列表中的名称；Source：库的来源。AltiumDesigner中原理图符号的属性窗口AltiumDesigner中元器件属性窗口General一般属性LocationGraphicalPartChoicsParametersX/Y：元件Symbol在原理图中位于X轴Y的坐标；Rotation：方向，有四个选项：0°，90°，180°，270°。AltiumDesigner中原理图符号的属性窗口AltiumDesigner中元器件属性窗口General一般属性LocationGraphicalPartChoics需要联网使用ParametersMode：可将原理图符号镜像；LocalColors：可单独改变原理图Symbol中填充、线条和引脚的颜色；AltiumDesigner中原理图符号的属性窗口AltiumDesigner中元器件属性窗口General一般属性LocationGraphicalPartChoics需要联网使用ParametersFootprints：封装，为原理图Symbol添加PCB封装；Models：模型，电路仿真需要添加该模型；Parameters：参数，比如电阻的阻值。AltiumDesigner中原理图符号的属性窗口AltiumDesigner中元器件属性窗口在AltiumDesigner中绘制电路图时，为了提高电路的可读性，对于多引脚的集成电路芯片原理图符号，可以根据连线的方便性对原理图Symbol中引脚的位置进行调整。在右边栏属性窗口选中Pin选项卡，右击需要调整的引脚，可以对引脚进行编辑或者解锁。3元件的原理图Symbol及属性举例元件的原理图Symbol及属性举例修改电阻原理图中的阻值选中电阻，在右边栏属性窗口的General选项卡中找到Parameters的Value栏，修改阻值大小；方法一元件的原理图Symbol及属性举例修改电阻原理图中的阻值双击电阻阻值1K，在跳出的Parameters窗口找到Value栏，修改阻值大小；方法二元件的原理图Symbol及属性举例修改NE555原理图中引脚的位置NE555属性窗口Pins选项卡中右击需要修改的引脚，选择EditPin；在ComponentPinEditor窗口右侧调整引脚和方向。方法一元件的原理图Symbol及属性举例修改NE555原理图中引脚的位置NE555属性窗口Pins选项卡全选所有引脚，右击鼠标解锁引脚；原理图界面调整好引脚的位置和方向；属性Pins选项卡中锁定所有引脚。方法二思考题电阻属性窗口中若没有Value栏怎么办？PCB工艺与设计3.元件模型的组成与创建-单元件(1)1元件模型的基本构成2创建原则与注意事项3与PCB封装的关联4学习建议1元件模型的基本构成芯片：矩形框元件模型的基本构成电阻：长方形二极管：三角形加横线电容：两条平行线元件边框（图形表示）管脚序号（必须与规格书严格一致）管脚名称（必须与规格书严格一致）管脚要有电气属性管脚（Pin）要素元件模型的基本构成2创建原则与注意事项创建原则与注意事项边框形状应符合行业通用标准管脚位置可自由排列（无需与实物完全一致）图形设计规范管脚序号必须100%准确对应规格书管脚名称必须100%准确对应规格书元件标识应清晰明确创建原则与注意事项关键数据要求先理解元件构成要素再按步骤创建各组成部分最后进行整体验证电阻：长方形创建原则与注意事项设计逻辑3与PCB封装的关联原理图符号管脚序号PCB封装焊盘编号必须建立严格的一一对应关系与PCB封装的关联对应关系管脚序号与规格书不符管脚名称定义错误电气属性设置不当与PCB封装的关联常见错误4学习建议学习建议先掌握元件组成理论养成对照规格书的习惯再进行实际操作练习学习方法完成创建后必须验证管脚数量是否正确序号/名称是否准确电气属性是否合理学习建议检查要点PCB工艺与设计4.LED灯、按键、数码管元件模型的创建LED灯的元件模型创建1LED元件创建步骤2关键技巧3设计规范4效率提升方法5注意事项1LED元件创建步骤复用现有双管脚元件（如电阻/电容）重命名元件标识符为"D?"或"LED?"修改Comment为"LED灯"LED元件创建步骤基础元件复制设置栅格为10mil（VGS10）绘制发光部分：a.使用多边形工具绘制三角形（右键→Place→Polygon）b.调整属性：边缘粗细：0.2mm填充颜色：蓝色取消边框（可选）图形绘制LED元件创建步骤使用线段工具（Place→Line）设置线段属性：起点/终点样式：三角形箭头线宽：中等按住Shift键拖动复制箭头箭头符号绘制LED元件创建步骤2关键技巧保留原始两个管脚（1和2）确保连接点朝外管脚属性：名称可隐藏序号必须保留关键技巧管脚处理使用属性面板微调元素：多边形顶点位置箭头长度和角度整体元件比例图形优化关键技巧3设计规范Designator：D?（推荐）或LED?Comment：LED灯（明确功能）命名规则设计规范发光部分与管脚间距合理箭头方向指示电流方向整体尺寸与其他元件协调布局要求设计规范4效率提升方法同类元件直接复制修改使用Shift+拖动快速复制图形效率提升方法复用技巧框选多个图形元素统一调整样式属性面板全局修改参数批量修改效率提升方法5注意事项注意事项管脚连接点方向错误箭头方向与实际电流方向不符常见错误注意事项检查所有元素是否对齐栅格确认管脚电气属性正确测试元件在原理图中的显示效果验证要点按键的元件模型创建1创建步骤2设计规范3效率技巧4注意事项5进阶建议1创建步骤新建元件命名为"SW"（开关Switch缩写）复用现有双管脚元件框架创建步骤基础设置设置栅格为100mil（VGS100）放置两个管脚（Pin1和Pin2）确保：连接点朝外严格对齐栅格点管脚处理创建步骤栅格设为10mil触点部分：a.使用圆形工具放置两个对称圆点b.调整直径至合适大小（约30-50mil）c.精确定位在管脚连接点附近图形绘制创建步骤按键主体：a.绘制两个叠加矩形（Place→Rectangle）底部矩形：长条形（模拟按键底座）顶部矩形：短小居中（模拟按键帽）b.属性设置：取消填充（Fill→None）统一边框颜色（推荐蓝色）线宽：0.2mm图形绘制创建步骤2设计规范Designator：SW?Comment：按键开关设计规范命名规则触点与管脚间距合理整体保持左右对称元件尺寸与其他元件协调布局要求设计规范3效率技巧使用Shift+拖动快速复制圆形触点框选多个元素统一调整属性效率技巧复制操作开启栅格捕捉（VGS10）使用对齐工具确保对称性效率技巧对齐方法4注意事项触点与管脚未对齐按键图形比例失调管脚电气属性未设置注意事项常见错误检查管脚连接可靠性测试实际使用时的连接效果确认与其他元件搭配时的显示效果注意事项验证要点5进阶建议进阶建议注：按键作为常用元件，建议创建后存入个人元件库以便复用。实际设计中可根据产品需求调整按键样式，但需保持管脚定义的准确性。创建不同风格的按键变体多态设计数码管元件模型的创建1基础设置2详细创建步骤3设计规范4效率技巧5注意事项-进阶建议1基础设置命名规则：Designator：DJ?（数码管首字母）Comment：共阳极数码管基础设置新建元件共12个管脚（1-12）栅格设置：VGS100管脚排列顺序：左侧：6,8,9,12底部：11,7,4,2,10,5,3确保所有管脚连接点朝外管脚配置基础设置2详细创建步骤按规格书定义管脚名称：W1-W4（位选端）a-g（段选端）DP（小数点）详细创建步骤管脚属性设置栅格VGS10放置矩形框：尺寸涵盖所有管脚矩形移动后面管脚在前显示

主体绘制详细创建步骤方案A：放置文本"8"（字号40-60）方案B：用线段组合绘制放置实心圆点（直径约20mil）精确定位在右下角数字“8”绘制：小数点：数码显示部分详细创建步骤添加"共阳极"说明文字位置：矩形框内显眼位置标注文字详细创建步骤3设计规范必须明确标注数码管类型管脚名称区分大小写（段选端用小写）设计规范命名规则管脚编号与实物严格对应显示部分居中对称整体尺寸协调设计规范布局要求4效率技巧使用Shift+拖动快速复制元素效率技巧批量操作效率技巧管脚：VGS100图形：VGS10使用方向键微调位置精确定位5注意事项-进阶建议注意事项-进阶建议管脚序号与名称不匹配小数点位置错误显示部分比例失调常见错误检查所有管脚电气属性测试实际连接效果确认显示标识清晰可见验证要点注意事项-进阶建议创建共阴/共阳两种版本添加不同尺寸变体多态设计注意事项-进阶建议PCB工艺与设计5.多Part元件模型的创建1基本概念2创建步骤3关键技巧4设计规范5注意事项1基本概念将单个IC芯片拆分为多个逻辑部件每个部件独立显示但属于同一元件典型应用：运放、逻辑门等多单元芯片基本概念多部件元件定义74HC00（四2输入与非门）包含4个独立逻辑门（PartA-D）PartA、PartB、PartC、PartD示例器件基本概念2创建步骤新建元件命名为"U?"Comment填写具体型号（如74HC00）

在Tools菜单中选择"NewPart"创建4个子部件创建步骤基础设置1A(1),1B(2),1Y(3)GND(7),VCC(14)管脚放置（VGS100）：图形绘制：a.放置与非门符号（多边形工具）b.调整元件标识位置PartA创建创建步骤复制PartA框架修改管脚属性：PartB:2A(4),2B(5),2Y(6)PartC:3A(9),3B(10),3Y(8)PartD:4A(12),4B(13),4Y(11)删除重复的电源管脚（保留PartA的即可）其他部件创建创建步骤3关键技巧电源管脚只需在一个部件中定义使用属性面板调整：字体大小（建议6-8pt）文字位置（5mil）关键技巧管脚管理逻辑符号居中放置保持各部件风格统一图形优化关键技巧4设计规范部件编号与管脚号严格对应输入/输出标识明确（如A/B为输入，Y为输出）设计规范命名规则电源管脚显眼标注逻辑符号标准化绘制布局要求设计规范5注意事项注意事项部件间管脚号重复电源管脚多部件重复定义逻辑符号方向不统一常见错误PCB工艺与设计6.原理图页的大小、模板创建及调用1原理图页面设置2原理图模板创建3模板应用方法4实用技巧5注意事项-进阶建议1原理图页面设置双击原理图边缘打开属性面板在"PageOption"中修改：a.预设尺寸：A4/A3/A2等标准规格b.自定义尺寸：直接输入长宽数值（如19000×15000）原理图页面设置尺寸调整方法复杂设计建议使用A3或更大尺寸简单模块可使用A4标准尺寸调整建议原理图页面设置2原理图模板创建原理图模板创建统一设计规范（公司/学校标准）预置标题栏信息（工程名称、设计者、版本等）提高设计效率模板作用绘制标题栏框架：使用线条工具创建边框建议使用黑色边框添加文本信息：必备字段：Title（标题）、Designer（设计者）、Version（版本）可选字段：Date（日期）、Copyright（版权）保存为模板：文件后缀必须为.SchDot命名规范：项目名_模板（如STC15_Template）新建空白原理图创建步骤原理图模板创建3模板应用方法通过属性面板"Template"选项选择本地保存的.SchDot文件更新选项建议勾选：a.替换当前原理图b.更新所有匹配参数模板应用方法加载模板可创建多个模板适应不同项目通过"标准"选项恢复默认模板模板管理模板应用方法4实用技巧保持标题栏信息完整统一字体大小（建议8-12pt）重要信息加粗显示实用技巧设计规范将常用模板存放在固定目录团队共享模板保证一致性为不同项目类型创建专属模板效率提升实用技巧5实用技巧-进阶建议模板应用后部分元素不显示：检查图层设置尺寸显示异常：确认单位一致（mil/mm）实用技巧-进阶建议常见问题添加自动日期字段设置版本自动编号自动化字段实用技巧-进阶建议嵌入公司LOGO添加审批栏位包含保密标识注：建议将模板创建纳入企业/团队设计规范，定期评审更新。对于开源项目，可移除敏感信息后共享模板。企业级模板实用技巧-进阶建议PCB工艺与设计7.原理图库的调用放置1元件调用方法2元件调用流程3常见问题处理4操作技巧5注意事项1元件调用方法a.打开原理图库面板（SchLibrary）b.选中目标元件c.点击"Place"按钮直接放置元件调用方法操作步骤：已知元件位置时快速调用适用场景：直接放置法a.保存并编译整个工程（右键→Compile）b.打开Components面板（右下角）c.搜索或浏览本地库元件d.拖拽到原理图中

操作步骤：直接放置法元件调用方法支持元件预览功能可通过搜索快速定位（如输入"*8550"）特点：直接放置法元件调用方法2元件调用流程元件调用流程确认所需元件已创建在库中保存原理图库文件编译工程使库生效准备阶段直接拖拽放置连续放置按Tab键修改位号基础元件（电阻/电容等）：使用搜索功能快速定位若无匹配元件需即时创建特殊元件：调用操作元件调用流程3常见问题处理a.新建元件（如CON2接插件）b.设置管脚（VGS100栅格）c.添加图形标识d.定义属性（Designator和Comment）e.保存后重新调用常见问题处理即时创建流程：元件缺失处理检查原理图库中的Designator设置确保位号格式正确（如R?、C?等）修改后需重新编译工程位号显示问题常见问题处理4操作技巧操作技巧使用搜索功能（支持通配符*）利用元件预览确认正确性批量放置时使用Tab键修改参数效率优化建立清晰的元件命名规范按功能分类存储元件定期整理优化元件库元件管理操作技巧5注意事项与推荐工作流程注意事项与推荐工作流程确认元件管脚定义准确