《PCB工艺与设计》课件-项目四：PCB封装库与3D模型设计

1.PCB封装元素的组成与介绍1PCB封装的作用2PCB封装的五大组成要素

3封装设计注意事项4常见错误与规避

5下一步学习目标

1PCB封装的作用封装是电子设计（原理图）与实物器件（PCB焊接）的桥梁，尺寸必须与实物完全匹配实物映射精准的封装设计确保器件管脚与PCB焊盘正确对齐，避免焊接失败焊接基础2PCB封装的五大组成要素功能：承接器件管脚，实现电气连接

设计要求：

·尺寸、间距需严格参照器件规格书（Datasheet）

·区分贴片焊盘（表面贴装）与通孔焊盘（插件元件）焊盘匹配：必须与原理图符号的管脚序号一一对应，否则网络无法关联

示例：原理图IC的1脚对应封装焊盘的1脚管脚序号功能：标识器件轮廓和方向，辅助贴片与维修

设计要求：

·黄色线条表示器件实际占位尺寸（腔体大小）

包含极性标记（如二极管正极）或一脚标识

（如IC圆点）丝印层功能：防止绿油（绝缘油墨）覆盖焊盘，确保焊接区域裸露

显示：紫色区域（AD软件中为`Top/BottomSolder`层）

重要性：缺失会导致焊盘绝缘，引发虚焊阻焊层适用器件：IC、二极管、电解电容等有极性元件

设计方法：

·添加一脚圆点、缺口标记或文字标识（如“1”）

·3D视图中需清晰可辨，避免贴片反向极性/方向标识3封装设计注意事项·优先依据器件规格书（Datasheet）中的机械尺寸图

·无规格书时，可测量实物或参考行业标准（如IPC-7351）数据来源贴片焊盘通常比器件管脚宽0.2~0.5mm（便于焊接）

通孔焊盘孔径比管脚直径大0.2~0.3mm焊盘扩展规则完成封装后切换至3D视图，检查器件与实际模型是否匹配3D验证4常见错误与规避

错误1：焊盘间距与实物不符

→

核对Datasheet常见错误与规避

错误2：管脚序号错乱

→

与原理图符号同步检查

常见错误与规避

错误3：阻焊层遗漏

→

确保所有焊盘均有SolderMask层常见错误与规避

5下一步学习目标

掌握基础组成后，后续课程将实操创建以下封装：

1.贴片电阻/电容（0805、0603等）

2.SOP/QFP类IC封装

3.极性器件（电解电容、LED等）学习目标2.实例-DIP40封装的PCB封装创建1封装创建前的准备2焊盘放置与参数设置3焊盘阵列快速复制4丝印层（Silkscreen）绘制5阻焊层（SolderMask）检查6封装验证与保存

7常见问题与技巧

1封装创建前的准备打开AD软件

→

进入PCB封装库（`PCBLibrary`）

在右下角面板中激活`PCBLibrary`列表页封装创建前的准备工具启动双击列表中的新封装

→

命名为`DIP40`（或其他自定义名称）命名封装2焊盘放置与参数设置插件焊盘：选择`Multi-Layer`（多层通孔焊盘）

贴片焊盘（如0603）：选择`TopLayer`焊盘类型选择焊盘类型选择孔径（HoleSize）：

参考规格书中的管脚直径（如0.5mm~0.6mm），此处设置为`0.56mm`（56mil）

焊盘外径（PadSize）：

比孔径大20-30mil（如`80mil`），确保焊接可靠性焊盘尺寸设置焊盘尺寸设置第一个焊盘属性中设置`Designator`为`1`，后续焊盘按顺序递增管脚序号标注管脚序号标注3焊盘阵列快速复制选中第一个焊盘

→`Ctrl+C`→

点击焊盘中心作为参考点

特殊粘贴（快捷键`EA`）

→

选择`线性阵列粘贴`：

数量：`20`，间距：`100mil`（DIP标准间距）

管脚序号自动递增（设置`TextIncrement`为`1`）单侧焊盘复制（20个）复制一个焊盘

→

垂直移动`650mil`（两排焊盘中心距）另一侧焊盘复制将第1脚焊盘形状改为`矩形`（属性中修改），便于识别第一角标识4丝印层（Silkscreen）绘制依据规格书中的腔体尺寸（如`2060mil×550mil`）

以原点为中心，绘制矩形框：

水平线：从原点向左右各延伸`1030mil`垂直线：从原点向上下各延伸`275mil`轮廓尺寸使用`Shift+空格`切换走线模式为直角

线条宽度调整为`10mil`（属性中修改）绘制技巧在第1脚附近放置圆形丝印标记（右键放置圆弧）极性标识5阻焊层（SolderMask）检查

AD软件默认在焊盘周围添加阻焊层（紫色区域）自动生成切换至3D视图，确认焊盘裸露（无绿油覆盖）手动验证6焊盘阵列快速复制焊盘间距（100mil）、两排中心距（650mil）

管脚序号是否连续（1~40）

丝印轮廓是否匹配器件实际尺寸关键检查项完成设计后，保存封装库（`.PcbLib`文件）保存封装7常见问题与技巧

1.单位切换：按`Q`键切换毫米（mm）与英制（mil）

2.坐标对齐：使用`M`键移动对象时，输入精确坐标值（如`X100`）3.输入法影响：确保使用美式键盘英文输入法，避免快捷键失效常见问题与技巧

将当前原理图的位号和参数值与参考PDF逐一核对并统一学习任务总结通过精准的焊盘定位、丝印绘制和规则检查，可高效创建符合焊接要求的DIP40封装，此方法同样适用于其他插件封装设计。3.实例-利用IPC封装创建向导创建封装-CH340C-SOP161IPC封装向导的优势2操作步骤33D模型与验证

4其他封装快速生成示例

5注意事项-适用场景

1IPC封装向导的优势基于IPC行业标准自动生成封装，避免手动计算误差高效精准支持一键生成带3D模型的封装，节省后续建模时间3D模型集成适用于常见标准封装（如SOP、SOT、QFP等），不适用于非标或插件封装（如DIP需手动创建）适用范围2操作步骤打开PCB封装库

→Tools（工具）

→IPCCompliantFootprintWizard（IPC封装向导）启动向导在列表中选择`SOP`→

输入管脚数（如`16`）选择封装类型填写关键尺寸（需参照器件规格书）H（器件总宽度）：`5.8mm~6.2mm`（按规格书输入最大值/最小值）

A（器件高度）：`1.75mm`A1（底座高度）：`0.1mm`（器件与PCB的间隙）

E（腔体长度）：`3.8mm~4.0mm`D（丝印轮廓）：`9.8mm~10mm`b（焊盘宽度）：`0.35mm~0.45mm`L（焊盘长度）：`0.45mm~0.8mm`e（焊盘间距）：`1.27mm`（标准SOP间距）填写关键尺寸勾选3D模型生成（预览更直观）

选择焊盘密度：

LevelA（低密度，焊盘较大）

LevelB（中密度，推荐）

LevelC（高密度，焊盘较小））高级设置确认参数无误

→

点击Finish→

自动生成封装及3D模型生成封装33D模型与验证

按`Ctrl+D`切换至3D视图，检查器件与实际是否匹配查看3D效果4其他封装快速生成示例

选择`SOT`类型

→

输入管脚数（如`3`）

→

按默认参数生成SOT-23选择对应类型

→

完成尺寸填写

→

一键生成SOT-895注意事项-适用场景

1.数据来源：优先使用器件规格书（Datasheet）中的机械尺寸图

2.非标封装：插件类（如DIP）或无标准模型的封装需手动创建

3.命名规范：生成后检查封装名称是否与原理图符号一致注意事项适用场景

1.考试/竞赛：快速完成标准封装设计，节省时间

2.批量项目：统一封装规格，减少人为错误将当前原理图的位号和参数值与参考PDF逐一核对并统一学习任务总结IPC封装向导是AD软件中高效创建标准封装的利器，尤其适合贴片类器件。掌握此方法可大幅提升设计效率，建议与手动创建技能结合使用4.实例-USB接口PCB封装创建1封装创建背景2操作步骤3关键注意事项

4封装验证

5总结1封装创建背景USB、HDMI等接口封装无法通过AD软件的IPC向导自动生成，需手动创建。非标器件需求严格按照器件规格书（Datasheet）中的机械尺寸图进行设计。设计依据2操作步骤打开PCB封装库

→

新建封装并命名（如`USB2.0/B`）新建封装库主信号焊盘（4个）：

·孔径：`0.92mm`（规格书标注）

·焊盘外径：`1.3mm`（比孔径大30mil）

·间距：水平`2.5mm`，垂直`2.0mm`（中心距）

固定孔焊盘（2个）：

·孔径：`2.3mm`·焊盘外径：`3.6mm`（约120mil）

·位置：中心偏移`±3.71mm`（Y轴），水平间距`6.02mm`（X轴）焊盘放置与参数设置

轮廓尺寸：

总长度：`16.3mm`（从中心到边缘）

总宽度：`12.15mm`（对称绘制，单边`6.075mm`）

绘制技巧：

使用`Shift+S`切换单层显示，裁剪与焊盘重叠的丝印（避免油墨覆盖焊盘）丝印层绘制在1脚附近添加圆形丝印或文字标记（如“1”），字体大小建议`30mil`极性标识（可选）3关键注意事项

按`Ctrl+Q`临时切换毫米（mm）与英制（mil），确保尺寸精准单位切换·焊盘自动生成阻焊层（紫色区域），需检查是否完全覆盖焊盘。

·丝印不得侵入阻焊区域，否则影响焊接。阻焊层处理按`Ctrl+D`切换至3D视图，检查器件与实际模型匹配度3D验证4封装验证

使用`Ctrl+M`测量焊盘间距、丝印轮廓是否与规格书一致

重点检查固定孔与信号焊盘的相对位置尺寸核对5总结

将当前原理图的位号和参数值与参考PDF逐一核对并统一学习任务总结适用场景：适用于所有非标准接口封装（如网口、HDMI等）

效率技巧：

复制对称焊盘时，使用`X/Y镜像`功能快速定位

通过坐标移动（`M`键）精准调整位置

提示：手动创建封装时，建议同步生成3D模型（通过

`Place3DBody`），便于后续装配检查

5.常用其他PCB封装的直接调用1调用封装的目的

2单个/多个封装的调用方法3批量生成封装库4注意事项5适用场景1调用封装的目的直接使用他人已验证的封装，避免重复设计提高效率成熟项目中的封装通常经过实际生产验证，可靠性高保证准确性2单个/多个封装的调用方法1.打开他人的PCB文件

→

选中目标器件（支持多选）

2.按`Ctrl+C`→

点击器件中心点（AD软件需指定参考点）

3.切换到自己的封装库

→

右键选择粘贴，封装即被复制到库中从现有PCB中调用步骤直接打开他人的`.PcbLib`文件

→

选中所需封装

→`Ctrl+C`复制

→

粘贴到自己的库中从他人封装库中调用3批量生成封装库在PCB界面，执行菜单命令：Design（设计）

→

MakePCBLibrary（生成PCB库），或使用快捷键`D`+`P`软件自动提取当前PCB中的所有封装，生成独立的`.PcbLib`文件从完整PCB生成库生成后按`Ctrl+S`保存库文件，后续可直接调用保存与使用4注意事项检查复制的封装单位（mm/mil）是否与当前设计匹配单位一致性·调用后需核对焊盘尺寸、阻焊层、丝印等是否符合设计要求。

·执行DRC（设计规则检查）确保无冲突。焊盘与规则验证5适用场景快速复用成熟封装，缩短设计周期紧急项目6.3D模型的导入与设置13D封装的作用23D封装的创建方法

3关键注意事项

4操作技巧5总结13D封装的作用1.结构验证：检查PCB与外壳的匹配性，避免干涉或限高问题

2.美观展示：用于产品演示或文档输出，提升专业度

3.考试/竞赛需求：部分场景要求提供3D模型验证设计完整性

3D封装的作用23D封装的创建方法适用场景：简单器件（如电阻、电容、DIP封装）

操作步骤：

·放置3D元件体

·路径：`Place`→`3DBody`·类型选择：立方体、圆柱体、球体或自定义形状

使用AD软件手动创建·高度：参照器件规格书（如DIP封装高度`190mil`）

·悬浮高度：设置器件与PCB的间隙（如`20mil`）

·颜色：双击模型可修改颜色（如黑色腔体）

使用AD软件手动创建参数设置组合模型：

通过多个基本形状（如圆柱体模拟引脚）组合成完整器件使用AD软件手动创建适用场景：复杂器件（如USB接口、芯片）。

操作步骤：

·导入AD软件：

·路径：`Place`→`3DBody`→

选择模型文件

导入第三方3D模型调整对齐：

·旋转：按住`Shift+鼠标右键`调整角度