Protel99SE教程--第7章__PCB元件封装设计

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图7-3 6
表面贴装式元件 • 表面贴装式元件是直接把元件贴在电路板 表面上。它是靠粘贴固定的，所以焊盘就不需 要钻孔了，因此成本较低。表面贴装式元件各 引脚间的间距很小，所以元件体积也较小。由 于安装时不存在元件引脚穿过钻孔的问题，所 以它特别适合于用机器进行大批量、全自动地 进行机械化的生产加工。图7-4为表面贴装式 元件的封装图，其中焊盘的Layer属性必须设 置为单一板层，如TopLayer（顶层）或 BottomLayer（底层）。
图7-6
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图7-6
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图7-7
1.新建元件库 1.新建元件库 进入PCB元件库编辑器后，系统自动新建一个元件库， 进入PCB元件库编辑器后，系统自动新建一个元件库，该元件 PCB元件库编辑器后 库的缺省文件名为PCBLIB1 库文件名可以修改。同时， PCBLIB1， 库的缺省文件名为PCBLIB1，库文件名可以修改。同时，在元件库 程序已经自动新建了一个名为PCBCOMPONENT_1的元件， PCBCOMPONENT_1的元件 中，程序已经自动新建了一个名为PCBCOMPONENT_1的元件， 可以用菜单Tools→Rename 可以用菜单Tools→Rename Component来更名 来更名。 Component来更名。 2.元件库管理器 2.元件库管理器 PCB元件库编辑器中的元 PCB元件库编辑器中的元 件库管理器与原理图库元件管 理器类似， 理器类似，在设计管理器中选 PCBLib可以打开元 中Browse PCBLib可以打开元 件库管理器， 件库管理器，在元件库管理器 中可以对元件进行编辑操作， 中可以对元件进行编辑操作， 元件管理器如图7 所示。 元件管理器如图7-8所示。
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PCB元件设计基本界面 7.2 PCB元件设计基本界面
PCB99SE中 执行菜单File→New 99SE File→New， 在PCB99SE中，执行菜单File→New，在出现的对话框中单击 图标 ， 进 入 PCB 元 件 库 编 辑 器 ， 并 自 动 新 建 一 个 元 件 库 PCBLIB1 LIB，如图7 所示。 PCBLIB1.LIB，如图7-6、图7-7所示。
第7 章
PCB元件封装设计 PCB元件封装设计
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6
绘制元件封装的准备工作 PCB元件设计基本界面 PCB元件设计基本界面 采用设计向导方式设计元件封装 采用手工绘制方式设计元件封装 编辑元件封装 元件封装常见问题
本章小结
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7.1
绘制元件封装的准备工作
在开始绘制封装之前， 在开始绘制封装之前，首先要做的准备工作是收集元器件 的封装信息。 的封装信息。 封装信息主要来源于元器件生产厂家提供的用户手册。 封装信息主要来源于元器件生产厂家提供的用户手册。若 没有所需元器件的用户手册，可以上网查找元器件信息， 没有所需元器件的用户手册，可以上网查找元器件信息，一般通 过访问元件厂商或供应商的网站可以获得相应信息。 过访问元件厂商或供应商的网站可以获得相应信息。在查找中也 可以通过搜索引擎进行， www.google.com或www.21ic.com等 可以通过搜索引擎进行，如www.google.com或www.21ic.com等。 如果有些元件找不到相关资料，则只能依靠实际测量， 如果有些元件找不到相关资料，则只能依靠实际测量，一 般要配备游标卡尺，测量时要准确，特别是集成块的管脚间距。 般要配备游标卡尺，测量时要准确，特别是集成块的管脚间距。 元件封装设计时还必须注意元器件的轮廓设计， 元件封装设计时还必须注意元器件的轮廓设计，元器件的 外形轮廓一般放在PCB的丝印层上， PCB的丝印层上 外形轮廓一般放在PCB的丝印层上，要求要与实际元器件的轮廓 大小一致。如果元件的外形轮廓画得太大，浪费了PCB的空间； PCB的空间 大小一致。如果元件的外形轮廓画得太大，浪费了PCB的空间； 如果画得太小，元件可能无法安装。 如果画得太小，元件可能无法安装。 返回
图7-20
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6.3.2
使用设计向导绘制元件封装实例
采用设计向导绘制元件一般针对符合通用的标准元件。下 采用设计向导绘制元件一般针对符合通用的标准元件。 面以设计双列直插式16 IC的封装DIP16为例介绍采用向导方式 16脚 的封装DIP16 面以设计双列直插式16脚IC的封装DIP16为例介绍采用向导方式 设计元件。 设计元件。 进入元件库编辑器后，执行菜单Tools→New ⑴进入元件库编辑器后，执行菜单Tools→New Component 新建元件，屏幕弹出元件设计向导，如图7 21所示 选择Next 所示， 新建元件，屏幕弹出元件设计向导，如图7-21所示，选择Next 进入设计向导（若选择Cancel则进入手工设计状态）。 进入设计向导（若选择Cancel则进入手工设计状态）。 Cancel则进入手工设计状态
图7-11
⑷DIP（双列直插封装） DIP（双列直插封装） DIP为目前常见的IC封装形式 制作时应注意管脚数、 为目前常见的IC封装形式， DIP为目前常见的IC封装形式，制作时应注意管脚数、同一 列管脚的间距及两排管脚间的间距等。 12所示为DIP封装图 所示为DIP封装图。 列管脚的间距及两排管脚间的间距等。图7-12所示为DIP封装图。 SOP（双列小贴片封装） ⑸SOP（双列小贴片封装）
图7-9
图7-10 16
二极管的封装与电阻类似，不同之处在于二极管有正负极的分别。 二极管的封装与电阻类似，不同之处在于二极管有正负极的分别。 图7-10所示为二极管的封装。 10所示为二极管的封装。 所示为二极管的封装 Capacitors（电容） ⑶Capacitors（电容） 电容一般只有两个管脚， 电容一般只有两个管脚 ， 通常分为电解电容和无极性电容 两种，封装形式也有插针式封装和贴片式封装两种。一般而言， 两种，封装形式也有插针式封装和贴片式封装两种。一般而言， 电容的体积与耐压值和容量成正比。 11所示为电容封装 所示为电容封装。 电容的体积与耐压值和容量成正比。图7-11所示为电容封装。
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图7-16
图7-17
⑽BGA（球形栅格阵列封装） BGA（球形栅格阵列封装） BGA为球形栅格阵列封装 ， 与 PGA类似 ， 主要区别在于这种 BGA 为球形栅格阵列封装， PGA 类似， 为球形栅格阵列封装 类似 封装中的引脚只是一个焊锡球状，焊接时熔化在焊盘上， 封装中的引脚只是一个焊锡球状，焊接时熔化在焊盘上，无需打 如图7 18所示 所示。 孔，如图7-18所示。 SBGA（错列球形栅格阵列封装） ⑾SBGA（错列球形栅格阵列封装） SBGA与BGA封装相似 区别在于其引脚排列方式为错开排列， 封装相似， SBGA与BGA封装相似，区别在于其引脚排列方式为错开排列， 利于引脚出线，如图7 19所示 所示。 利于引脚出线，如图7-19所示。
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图7-4
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封装图结构
•
不管是针脚式元件还是表面贴装式元件，其 结构如图7-5所示，可以分为元件图、焊盘、元 件属性3个部分，说明如下。
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图7-5
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1．元件图 ． 元件图是元件的几何图形，不具备电气性质，它起到标 注符号或图案的作用。 2．焊盘 ． 焊盘是元件主要的电气部分，相当于电路图里的引脚。 3．元件属性 ． 在电路板的元件里，其属性部分主要用来设置元件的位 置、层次、序号和注释等项内容。
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图7-14
图7-15ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
⑻LCC（无引出脚芯片封装） LCC（无引出脚芯片封装） LCC是一种贴片式封装 是一种贴片式封装， LCC是一种贴片式封装，这种封装的芯片的引脚在芯片的底部向内 弯曲，紧贴于芯片体，从芯片顶部看下去，几乎看不到引脚， 弯曲，紧贴于芯片体，从芯片顶部看下去，几乎看不到引脚，如 16所示 所示。 图7-16所示。 这种封装方式节省了制板空间，但焊接困难， 这种封装方式节省了制板空间，但焊接困难，需要采用回流 焊工艺，要使用专用设备。 焊工艺，要使用专用设备。 QUAD（方形贴片封装） ⑼QUAD（方形贴片封装） QUAD为方形贴片封装 为方形贴片封装， LCC封装类似 但引脚没有向内弯曲， 封装类似， QUAD为方形贴片封装，与LCC封装类似，但引脚没有向内弯曲， 而是向外伸展，焊接方便。QUAD封装包括QFG系列 如图7 17所示 封装包括QFG系列， 所示。 而是向外伸展，焊接方便。QUAD封装包括QFG系列，如图7-17所示。
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图7-18
图7-19
⑿Edge Connectors（边沿连接） Connectors（边沿连接） Connectors为边沿连接封装 是接插件的一种， 为边沿连接封装， Edge Connectors为边沿连接封装，是接插件的一种，常用 于两块板之间的连接，便于一体化设计，如计算机中的PCI PCI接口 于两块板之间的连接，便于一体化设计，如计算机中的PCI接口 其封装如图7 20所示 所示。 板。其封装如图7-20所示。
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认识元件
图7-1
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图7-2
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针脚式元件
•
所谓针脚式元件，就是元件的引脚是一根导 线，安装元件时该导线必须通过焊盘穿过电路 板焊接固定。所以在电路板上，该元件的引脚 要有焊盘，焊盘必须钻一个能够穿过引脚的孔 （从顶层钻通到底层），图7-3为针脚式元件的 封装图，其中的焊盘属性中的Layer板层属性必 须设为MultiLayer。
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SOP是一种贴片的双列封装形式 ， 几乎每一种DIP DIP封装的芯 SOP 是一种贴片的双列封装形式， 几乎每一种 DIP 封装的芯 是一种贴片的双列封装形式 片均有对应的SOP封装， DIP封装相比 SOP封装的芯片体积大 SOP封装 封装相比， 片均有对应的SOP封装，与DIP封装相比，SOP封装的芯片体积大 大减少。 13所示为SOP封装图 所示为SOP封装图。 大减少。图7-13所示为SOP封装图。
图7-8
返回
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7.3
采用设计向导方式设计元件封装
7.3.1 常用的元件标准封装
Protel99SE的封装设计向导可以设计常见的标准封装 Protel99SE的封装设计向导可以设计常见的标准封装 ， 主 99SE 的封装设计向导可以设计常见的标准封装， 要有以下几类。 要有以下几类。 Resistors（电阻） ⑴Resistors（电阻） 电阻只有两个管脚，有插针式和贴片式两种封装。 随着电 电阻只有两个管脚， 有插针式和贴片式两种封装。 阻功率的不同，电阻的体积大小不同，对应的封装尺寸也不同。 阻功率的不同 ， 电阻的体积大小不同 ， 对应的封装尺寸也不同 。 AXIAL”开头 开头； 插针式电阻的命名一般以 “AXIAL 开头；贴片式电阻的命名可 自由定义。 所示为两种类型的电阻封装。 自由定义。图7-9所示为两种类型的电阻封装。 Diodes（二极管） ⑵Diodes（二极管）
图7-12
图7-13
⑹PGA（引脚栅格阵列封装） PGA（引脚栅格阵列封装） PGA是一种传统的封装形式 其引脚从芯片底部垂直引出， 是一种传统的封装形式， PGA是一种传统的封装形式，其引脚从芯片底部垂直引出， 且整齐地分布在芯片四周， 早期的80 86CPU均是这种封装形式。 80X CPU均是这种封装形式 且整齐地分布在芯片四周 ， 早期的 80X86CPU 均是这种封装形式。 14所示为PGA封装图 所示为PGA封装图。 图7-14所示为PGA封装图。 SPGA（错列引脚栅格阵列封装） ⑺SPGA（错列引脚栅格阵列封装） SPGA与PGA封装相似 区别在其引脚排列方式为错开排列， 封装相似， SPGA与PGA封装相似，区别在其引脚排列方式为错开排列， 利于引脚出线，如图7 15所示 所示。 利于引脚出线，如图7-15所示。
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元件名称
在 实 际 应 用 中 电 阻 、 电 容 的 名 称 分 别 是 AXIAL 和 RAD，对于具体的对应可以不做严格的要求，因为电阻、 电容都是有两个管脚，管脚之间的距离可以不做严格的 限制。 直插元件有双排的和单排的之分，双排的被称为DIP， 单排的被称为SIP。 表面贴装元件的名称是SMD，贴装元件又有宽窄之 分：窄的代号是A，宽的代号是B。 电路板的制作过程中，往往会用到插头，它的名称是 DB。