Protel99SE教程--第6章 PCB元件設(shè)計(jì)

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,第6章 PCB元件設(shè)計(jì),6.1 繪制元件封裝的準(zhǔn)備工作,6.2 PCB元件設(shè)計(jì)基本界面,6.3 采用設(shè)計(jì)向?qū)Х绞皆O(shè)計(jì)元件封裝,6.4 采用手工繪制方式設(shè)計(jì)元件封裝,6.5 編輯元件封裝,6.6 元件封裝常見問題,本章小結(jié),6.1 繪制元件封裝的準(zhǔn)備工作,返回,6.2 PC

2、B元件設(shè)計(jì)基本界面,在PCB99SE中，執(zhí)行菜單FileNew，在出現(xiàn)的對(duì)話框中單擊 圖標(biāo) ，進(jìn)入PCB元件庫編輯器，并自動(dòng)新建一個(gè)元件庫PCBLIB1.LIB,，,如圖6-1所示。,1.新建元件庫,進(jìn)入PCB元件庫編輯器后，系統(tǒng)自動(dòng)新建一個(gè)元件庫，該元件庫的缺省文件名為PCBLIB1，庫文件名可以修改。同時(shí)，在元件庫中，程序已經(jīng)自動(dòng)新建了一個(gè)名為PCBCOMPONENT_1的元件，,返回,可以用菜單ToolsRename Component來更名。,2.元件庫管理器,PCB元件庫編輯器中的元件庫管理器與原理圖庫元件管理器類似，在設(shè)計(jì)管理器中選中Browse PCBLib可以打開元件庫管理器，

3、在元件庫管理器中可以對(duì)元件進(jìn)行編輯操作，元件管理器如圖6-2所示。,6.3 采用設(shè)計(jì)向?qū)Х绞皆O(shè)計(jì)元件封裝,6.3.1 常用的元件標(biāo)準(zhǔn)封裝,Protel99SE的封裝設(shè)計(jì)向?qū)Э梢栽O(shè)計(jì)常見的標(biāo)準(zhǔn)封裝，主要有以下幾類。,Resistors（電阻）,電阻只有兩個(gè)管腳，有插針式和貼片式兩種封裝。隨著電阻功率的不同，電阻的體積大小不同，對(duì)應(yīng)的封裝尺寸也不同。插針式電阻的命名一般以“AXIAL”開頭；貼片式電阻的命名可自由定義。圖6-3所示為兩種類型的電阻封裝。,Diodes（二極管）,二極管的封裝與電阻類似，不同之處在于二極管有正負(fù)極的分別。圖6-4所示為二極管的封裝。,Capacitors（電容）,電容

4、一般只有兩個(gè)管腳，通常分為電解電容和無極性電容兩種，封裝形式也有插針式封裝和貼片式封裝兩種。一般而言，電容的體積與耐壓值和容量成正比。圖6-5所示為電容封裝。,DIP（雙列直插封裝）,DIP為目前常見的IC封裝形式，制作時(shí)應(yīng)注意管腳數(shù)、同一列管腳的間距及兩排管腳間的間距等。圖6-6所示為DIP封裝圖,。,SOP（雙列小貼片封裝）,SOP是一種貼片的雙列封裝形式，幾乎每一種DIP封裝的芯片均有對(duì)應(yīng)的SOP封裝，與DIP封裝相比，SOP封裝的芯片體積大大減少。圖6-7所示為SOP封裝圖。,PGA（引腳柵格陣列封裝）,PGA是一種傳統(tǒng)的封裝形式，其引腳從芯片底部垂直引出，且整齊地分布在芯片四周，早期

5、的80X86CPU均是這種封裝形式。圖6-8所示為PGA封裝圖。,SPGA（錯(cuò)列引腳柵格陣列封裝）,SPGA與PGA封裝相似，區(qū)別在其引腳排列方式為錯(cuò)開排列，利于引腳出線，如圖6-9所示。,LCC（無引出腳芯片封裝）,LCC是一種貼片式封裝，這種封裝的芯片的引腳在芯片的底部向內(nèi)彎曲，緊貼于芯片體，從芯片頂部看下去，幾乎看不到引腳，如圖6-10所示。,這種封裝方式節(jié)省了制板空間，但焊接困難，需要采用回流焊工藝，要使用專用設(shè)備。,QUAD（方形貼片封裝）,QUAD為方形貼片封裝，與LCC封裝類似，但引腳沒有向內(nèi)彎曲，而是向外伸展，焊接方便。QUAD封裝包括QFG系列，如圖6-11所示。,BGA（球

6、形柵格陣列封裝）,BGA為球形柵格陣列封裝，與PGA類似，主要區(qū)別在于這種封裝中的引腳只是一個(gè)焊錫球狀，焊接時(shí)熔化在焊盤上，無需打孔，如圖6-12所示。,SBGA（錯(cuò)列球形柵格陣列封裝）,SBGA與BGA封裝相似，區(qū)別在于其引腳排列方式為錯(cuò)開排列，利于引腳出線，如圖6-13所示。,Edge Connectors（邊沿連接）,Edge Connectors為邊沿連接封裝，是接插件的一種，常用于兩塊板之間的連接，便于一體化設(shè)計(jì)，如計(jì)算機(jī)中的PCI接口板。其封裝如圖6-14所示。,6.3.2 使用設(shè)計(jì)向?qū)ЮL制元件封裝實(shí)例,采用設(shè)計(jì)向?qū)ЮL制元件一般針對(duì)符合通用的標(biāo)準(zhǔn)元件。下面以設(shè)計(jì)雙列直插式16腳IC

7、的封裝DIP16為例介紹采用向?qū)Х绞皆O(shè)計(jì)元件。,進(jìn)入元件庫編輯器后，執(zhí)行菜單ToolsNew Component新建元件，屏幕彈出元件設(shè)計(jì)向?qū)?，如圖6-15所示，選擇Next進(jìn)入設(shè)計(jì)向?qū)Вㄈ暨x擇Cancel則進(jìn)入手工設(shè)計(jì)狀態(tài)）。,圖6-15 利用向?qū)?chuàng)建元件,圖6-16 設(shè)定元件基本封裝,單擊Next按鈕，進(jìn)入元件設(shè)計(jì)向?qū)В聊粡棾鰣D6-16所示的對(duì)話框，用于設(shè)定元件的基本封裝，共有12種供選擇，包括電阻、電容、二極管、連接器及常用的集成電路封裝等，圖中選中的為雙列直插式元件DIP，對(duì)話框下方的下拉列表框用于設(shè)置使用的單位制。,選中元件的基本封裝后，單擊Next按鈕，屏幕彈出圖6-17所示的對(duì)

8、話框，用于設(shè)定焊盤的直徑和孔徑，可直接修改圖中的尺寸。,圖6-17 設(shè)置焊盤尺寸,圖6-18 設(shè)置焊盤間距,定義好焊盤間距后，單擊Next按鈕，屏幕彈出圖6-19所示的對(duì)話框，用于設(shè)置元件邊框的線寬，圖中設(shè)置為10mil。,定義好線寬后，單擊Next按鈕，屏幕彈出圖6-20所示的對(duì)話框，用于設(shè)置元件的管腳數(shù)，圖中設(shè)置為16。,圖6-19 設(shè)置邊框的線寬,圖6-20 設(shè)置元件的管腳數(shù),定義管腳數(shù)后，單擊Next按鈕，屏幕彈出圖6-21所示的對(duì)話框，用于設(shè)置元件封裝名，圖中設(shè)置為DIP16。名稱設(shè)置完畢，單擊Next按鈕，屏幕彈出設(shè)計(jì)結(jié)束對(duì)話框，單擊Finish按鈕結(jié)束元件設(shè)計(jì)，屏幕顯示剛設(shè)計(jì)好的

9、元件，如圖6-22所示。,采用設(shè)計(jì)向?qū)Э梢钥焖倮L制元件的封裝形式，繪制時(shí)應(yīng)了解元件的外形尺寸，并合理選用基本封裝。對(duì)于集成塊應(yīng)特別注意元件的管腳間距和相鄰兩排管腳的間距，并根據(jù)管腳大小設(shè)置好焊盤尺寸及孔徑。,圖6-21 設(shè)置元件名稱,圖6-22 設(shè)計(jì)好的DIP16,返回,6.4 采用手工繪制方式設(shè)計(jì)元件封裝,手工繪制方式一般用于不規(guī)則的或不通用的元件設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)的元件是通用的，符合通用的標(biāo)準(zhǔn)，可以通過設(shè)計(jì)向?qū)Э焖僭O(shè)計(jì)元件。,設(shè)計(jì)元件封裝，實(shí)際就是利用PCB元件庫編輯器的放置工具，在工作區(qū)按照元件的實(shí)際尺寸放置焊盤、連線等各種圖件。下面以圖6-23所示的貼片式8腳集成塊的封裝SOP8為例介紹元

10、件封裝手工設(shè)計(jì)的具體步驟。,根據(jù)實(shí)際元件確定元件焊盤之間的間距、兩排焊盤間的間距及焊盤的直徑。SOP8是標(biāo)準(zhǔn)的貼片式元件封裝，焊盤設(shè)置為：80mil25mil，形狀為Round；焊盤之間的間距50mil；兩排焊盤間的間距220mil；焊盤所在層為Top layer（頂層）。,執(zhí)行菜單ToolsLibrary Options設(shè)置文檔參數(shù)，將可視柵格1設(shè)置為5mil，可視柵格2設(shè)置為20mil，捕獲柵格設(shè)置為5mil。,執(zhí)行EditJumpReference將光標(biāo)跳回原點(diǎn)（0，0）。,執(zhí)行菜單PlacePad放置焊盤，按下Tab鍵，彈出焊盤的屬性對(duì)話框，設(shè)置參數(shù)如下。,X-Size：80mil；Y

11、-Size：25mil；Shape：Round；Designator：1；Layer：Top Layer；其它默認(rèn)。退出對(duì)話框后，將光標(biāo)移動(dòng)到原點(diǎn)，單擊鼠標(biāo)左鍵，將焊盤1放下。,依次以50mil為間距放置焊盤24。,對(duì)稱放置另一排焊盤58，兩排焊盤間的間距為220mil。,雙擊焊盤1，在彈出的對(duì)話框中的Shape下拉列表框中選擇Rectangle，定義焊盤1的形狀為矩形，設(shè)置好的焊盤如圖6-24所示。,繪制SOP8的外框。將工作層切換到Top Overlay，執(zhí)行菜單PlaceTrack放置連線，執(zhí)行菜單PlaceArc放置圓弧，線寬均設(shè)置為10mil，外框繪制完畢的元件如圖6-23所示。,執(zhí)

12、行菜單EditSet ReferencePin1，將元件參考點(diǎn)設(shè)置在管腳1。,執(zhí)行菜單ToolsRename Component，將元件名修改為SOP8。,執(zhí)行菜單FileSave保存當(dāng)前元件。,返回,6.5 編輯元件封裝,編輯元件封裝，就是對(duì)已有的元件封裝的屬性進(jìn)行修改，使之符合要求。,1.修改元件封裝庫中的元件,修改元件封裝庫中的某個(gè)元件，先進(jìn)入元件庫編輯器，選擇FileOpen打開要編輯的元件庫，在元件瀏覽器中選中要編輯的元件，窗口就會(huì)顯示出此元件的封裝圖，若要修改元件封裝的焊盤，用鼠標(biāo)左鍵雙擊要修改的焊盤，出現(xiàn)此引腳焊盤的屬性對(duì)話框，在對(duì)話框中就可以修改引腳焊盤的編號(hào)、形狀、直徑、鉆孔

13、直徑等參數(shù)；若要修改元件外形，可以用鼠標(biāo)點(diǎn)取某一條輪廓線，再次單擊它的非控點(diǎn)部分，移動(dòng)鼠標(biāo)，即可改變其輪廓線，或者刪除原來的輪廓線，重新繪制新的輪廓線。元件修改后，執(zhí)行菜單FileSave，將結(jié)果保存。,修改元件封裝庫的結(jié)果不會(huì)反映在以前繪制的電路板圖中。如果按下PCB元件庫編輯器上的Update PCB按鈕，系統(tǒng)就會(huì)用修改后的元件更新電路板圖中的同名元件。,繪制PCB時(shí)，若發(fā)現(xiàn)所采用的元件封裝不符合要求，需要加以修改，可以不退出PCB99SE，直接進(jìn)行修改。方法是：在元件瀏覽器中選中該元件，單擊Edit按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入元件編輯狀態(tài)，其后的操作與上面相同。,2.直接在PCB圖中修改元件封裝的

14、管腳,在PCB設(shè)計(jì)中如果某些元件的原理圖中的管腳號(hào)和印制板中的焊盤編號(hào)不同（如二極管、三極管等），在自動(dòng)布局時(shí)，這些元件的網(wǎng)絡(luò)飛線會(huì)丟失或出錯(cuò)，此時(shí)可以通過直接編輯焊盤屬性的方式，修改焊盤的編號(hào)來達(dá)到管腳匹配的目的。,編輯元件封裝的焊盤可以直接雙擊元件焊盤，在彈出的焊盤屬性對(duì)話框中修改焊盤編號(hào)。,返回,6.6 元件封裝常見問題,在元件封裝設(shè)計(jì)中，通常會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，這對(duì)PCB的設(shè)計(jì)將產(chǎn)生不良影響。,1.機(jī)械錯(cuò)誤,機(jī)械錯(cuò)誤在元件規(guī)則檢查中是無法出來的，因此設(shè)計(jì)時(shí)需要特別小心。,焊盤大小不合適，尤其是焊盤的內(nèi)徑選擇太小，元件引腳無法插進(jìn)焊盤。,焊盤間的間距以及分布與實(shí)際元件不符，導(dǎo)致元件無法在封裝

15、上安裝。,帶安裝定位孔的元件未在封裝中設(shè)計(jì)定位孔，導(dǎo)致元件無法固定。,封裝的外形輪廓小于實(shí)際元件，可能出現(xiàn)由于布局時(shí)元件安排比較緊密，導(dǎo)致元件排得太擠，甚至無法安裝。,接插件的出線方向與實(shí)際元件的出線方向不一致，造成焊接時(shí)無法調(diào)整。,絲印層的內(nèi)容放置在信號(hào)所在層上，導(dǎo)致元件焊盤無法連接或短路。,2.電氣錯(cuò)誤,電氣錯(cuò)誤通?？梢酝ㄟ^元件規(guī)則檢查（Reports,Component Rule Check），或者在載入網(wǎng)絡(luò)表文件時(shí)，由軟件系統(tǒng)檢查出來，因此可以根據(jù)出錯(cuò)信息找到錯(cuò)誤并修改。,原理圖元件的引腳編號(hào)與元件封裝的焊盤編號(hào)不一致。,焊盤編號(hào)定義過程中出現(xiàn)重復(fù)定義。,以上錯(cuò)誤可以通過編輯焊盤編號(hào)，

16、圖6-25所示二極管中，在原理圖中元件管腳定義為1、2，而在封裝中定義為A、K，兩者不一致，通過編輯焊盤，將其A、K的編號(hào)修改為1、2。,返回,本章小結(jié),PCB封裝信息主要來源于元器件生產(chǎn)廠家提供的用戶手冊(cè)，也可以訪問該元器件的廠商或供應(yīng)商網(wǎng)站可以獲得相應(yīng)信息。,常用的標(biāo)準(zhǔn)封裝元件可以使用設(shè)計(jì)向?qū)ё詣?dòng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。,不規(guī)則的或不通用的元件一般以采用手工設(shè)計(jì)方式進(jìn)行。,相似元件封裝的設(shè)計(jì)可以直接編輯元件的封裝實(shí)現(xiàn)。,謝謝觀看,/,歡迎下載,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH,內(nèi)容總結(jié),第6章 PCB元件設(shè)計(jì)。采用設(shè)計(jì)向?qū)ЮL制元件一般針對(duì)符合通用的標(biāo)準(zhǔn)元件。執(zhí)行EditJumpReference將光標(biāo)跳回原點(diǎn)（0，0）。執(zhí)行菜單EditSet ReferencePin1，將元件參考點(diǎn)設(shè)置在管腳1。1.修改元件封裝庫中的元件。修改元件封