通信信号产品制造和工艺管理：制作元器件封装方法和手册

微课：元器件封装的制作

在前面介绍元器件封装时，都是使用Protel系统自带的元器件封装，但对于系统元器件库中没对其封装的元器件，就需要使用元器件封装编辑器来生成一个新的元器件封装。下面主要介绍使用PCBLIB制作元器件封装的两种方法，即手工方法和利用向导法。

（一）元器件封装设计工具简介

1.元器件封装

元器件封装是指元器件焊接到电路板时所指的外形轮廓和焊盘位置。外形轮廓在PCB上是以印刷油漆的形式体现的。

元器件封装的编号为：元器件类型+焊盘距离（或焊盘数）+元器件外形尺寸。

2.元器件封装编辑器

执行菜单命令【File】→【New】→【PCB Library】，启动元器件封装编辑器，如图7-119所示。

图7-119　元器件封装编辑器界面

元器件封装编辑器的界面和元器件库编辑器的界面类似。整个编辑器可以分为以下几个部分：

（1）主菜单。主菜单主要是给设计人员提供编辑、绘图命令，以便于创建一个新元器件封装。

（2）元器件编辑界面（Components Editor Panel）。元器件编辑界面主要用于创建一个新元器件，将元器件放置到PCB工作平面上，用于更新PCB元器件库，添加或删除元器件库中的元器件等各项操作。

（3）主工具栏（Main Toolbars）。主工具栏为用户提供了各种图标操作方式，可以让用户方便、快捷地执行命令和各项功能，如打印、存盘等操作均可以通过主工具栏来实现。

（4）绘图工具栏（Placement Tools）。元器件封装编辑器提供的绘图工具同以往所接触到的绘图工具是一样的，它的作用类似于菜单命令Place，就是在工作平面上放置各种图元，如焊点、线段、圆弧等。

（5）元器件封装管理器。元器件封装库管理器主要用于对元器件封装库进行管理。单击项目管理器下面的【PCB Library】标签，则可以进入元器件封装管理器，如图7-120所示。

图7-120　元器件封装管理器

（6）状态栏与命令行。在屏幕最下方为状态栏和命令行，它们用于提示用户当前系统所处的状态和正在执行的命令。

3.PCB元器件库管理

（1）删除元器件库中不需要的元器件：如果已经不需要元器件库中的某元器件，可删除。其方法是：点击元器件库浏览器中欲删除的元器件名称，如图8-120所示，执行Remove即可。

（2）打开和浏览已经存在的PCB封装元器件库：执行菜单命令【File】→【Open】，弹出打开文件对话框，缺省情况下，按照：C：\Program Files\Design Explorer 99 SE\Library\Pcb\Generic FootPrints\路径可以寻找到系统提供最常用的PCB封装元器件库ADVPCB.ddb，该库中提供有常用的三极管、二极管、电阻器、电位器、电解电容器、无极性电容器、集成电路、开关、接插件、熔断器等。在打开该PCB封装库时可以通过点击或实现浏览。在附录中有该元器件库中的常用PCB封装元器件图形。

4.创建新的元器件封装

制作元器件封装和建立元器件封装库是使用Protel DXP的元器件封装编辑器来进行的。用户可以创建一个新的元器件封装库作为自己的专用库，把平时自己创建的特殊元器件封装放置到这个专用库中（库名：“Myuse.PCBLIB”）。

在项目“MyPCB.PRJPCB”下，执行菜单命令【File】→【New】→【PCB Library】，就可以进入元器件封装编辑器工作界面，如图7-119所示，然后可以执行菜单命令【File】→【Save As…】，将元器件封装库保存起来。

5.绘图工具PCBLibPlacementTools简介

默认情况下，系统以如图7-121所示的其中一种形式显示PCBLibPlacementTools绘图工具栏。

图7-121　绘图工具栏

：焊盘工具Pad，用于绘制焊盘。焊盘是用于连接PCB和元器件引线端子的，即PCB和元器件是依靠在焊盘处用焊料来焊接以进行可靠接触，对于直插式元器件，焊盘中心还必须有通孔，由于该孔穿透PCB的每一层，所以直插式元器件的焊盘一般是以复合层（Multil Layer）来体现的。

：线条工具Track，用于绘制线条。绘制线条与所选的层有关系，在PCB元器件制作时，线条工具大都用于绘制PCB元器件轮廓线，所以绘线时大多选在顶层丝印层（Top Overlay），也有选在底层丝印层（Boot Overlay），这两层表示PCB上该元器件轮廓线最终是以油漆印刷的方式来表现的。

：圆或圆弧工具Arc，其作用同Track直线工具。

：坐标工具。

：测量距离工具。

在PCB封装元器件绘制时，最常使用以上五项工具。

：过孔工具Via，用于绘制过孔。过孔是实现将不同层（如顶层Top Layer和底层Boot Layer）的铜箔线条（Track）进行有效连接的。过孔不同于焊盘，它是不插接元器件引线端子。过孔和焊盘也有相似之处：孔壁布满了金属，称为金属孔化。

：字符工具String。

：填充工具Fill。

：阵列粘贴工具。

（二）制作元器件封装1．手工制作双列直插封装

一般小于24个引线端子的DIP系列集成电路PCB封装元器件，其相邻两端子的间距为100 mil（2.54mm），两列之间的间距为300 mil（7.62mm）。其1号端子必须是方形焊盘，目的是对1号端子予以标识。注意其端子号总是1～n，并且是按逆时针顺序排列的。

而一般24个或24个以上引线端子的DIP系列PCB封装元器件，其相邻两端子的间距也为100 mil（2.54mm），但两列之间的间距为600 mil（15.24mm）。其1号端子也必须是方形焊盘。有些DIP集成电路的两列间距是400 mil的，这都是根据实际元器件而定的。

下面以图7-122所示的双列直插封装（DIP16）为例，介绍手工制作DIP封装的步骤，手工制作元器件封装实际上就是利用Protel DXP提供的绘图工具，按照实际的尺寸绘制出该元器件封装。将创建的DIP16元器件封装放置到用户自己的专用库中（库名：“Myuse.PCBLIB”）。

图7-122　双列直插封装

1）新建元器件封装库

首先在项目管理器（Projects）面板中双击“Myuse.PcbLib”文件名，打开新创建的库文件。

2）元器件封装更名

执行菜单命令【Tools】→【New Component】，弹出如图7-123所示的界面，此界面是元器件封装向导界面。然后单击按钮取消元器件封装向导，进入手工制作环境，这时库里面会出现一个默认名为“PCB COMPONENT_1-DUPLICATE”的空元器件封装，如图7-124所示。光标指到该封装名称处，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择【Rename】选项，再在随后弹出如图7-125所示的对话框中更改封装名称为“DIP16”，然后单击按钮，此时库中显示输入新元器件封装名称“DIP16”。

图7-123　元器件封装向导

图7-124　库中显示空元器件封装名

图7-125　更改元器件封装名称

3）设置元器件封装参数

当新建一个PCB元器件封装库文件后，一般需要先对板面参数进行设置，如度量单位、过孔的内孔层、设置鼠标移动的最小间距等。

设置板面参数的操作步骤如下：

（1）执行菜单命令【Tools】→【Library Options】，系统将弹出如图7-126所示的封装库参数设置对话框。

图7-126　封装库参数设置对话框

（2）在该对话框中，板面参数都是分组设置的，下面主要介绍板面参数的具体设置方法。

①【Measurement Unit】（度量单位）：用于设置系统度量单位。系统提供了两种度量单位，即Imperial（英制）和Metric（公制），系统默认为英制。(www.chuimin.cn)

②【Snap Grid】（栅格）：用于设置移动栅格。移动栅格主要用于控制工作空间中的对象移动时的栅格间距，用户可以分别设置X、Y向的栅格间距。

③【Component Grid】（元器件栅格）：用于设置元器件移动的间距。

④【Electrical Grid】（电气栅格）：主要用于设置电气栅格的属性。

⑤【Visible Grid】（可视栅格）：用于设置可视栅格的类型和栅距。

⑥【Sheet Position】（图纸位置）：该操作选取项用于设置图纸的大小和位置。

4）放置焊盘

（1）确定基准点。执行菜单命令【Edit】→【Jump】→【Location】命令，系统将弹出如图7-127所示的对话框，在X/Y-Location编辑框中输入原点坐标值（0，0），单击按钮后，光标指向原点位置。这是因为在元器件封装编辑时，需要将基准点设定在原点位置。

图7-127　位置设置对话框

（2）放置焊盘（Pad）。单击绘图工具栏中的按钮，光标变为十字，中间带有一个焊盘，随着光标的移动，焊盘跟着移动。移动到适当的位置后，单击鼠标将其定位。相邻焊盘间距为100 mil，两列焊盘之间的间距为300 mil。根据尺寸要求，连续放置16个焊盘，如图7-128所示。

图7-128　在图纸上放置焊盘

（3）修改焊盘属性。放置焊盘时，如按Tab键可进入如图7-129所示的焊盘属性对话框，以便设置焊盘的属性。

图7-129　焊盘属性对话框

5）放置外形轮廓线

将工作层面切换到顶层丝印层，即Top Overlay层。

（1）绘制直线。单击绘图工具栏中的按钮，光标变为十字。将光标移动到适当的位置后，单击鼠标左键确定元器件封装外形轮廓线的起点，随之绘制元器件的外形轮廓，如图7-130所示。

图7-130　绘制外轮廓后的图形

（2）绘制圆弧。单击绘图工具栏中的按钮，在外形轮廓线上绘制圆弧。圆弧的参数为半径25 mil，起始角270°，终止角90°。执行命令后，光标变为十字。将光标移动到适当的位置后，先单击鼠标左键确定圆弧的中心，然后移动鼠标并单击右键确定圆弧的半径，最后确定圆弧的起点和终点。绘制完的图形如图7-131所示。

图7-131　绘制好的元器件的外形轮廓

6）设置元器件封装的参考点

为了标记一个PCB元器件用作元器件封装，需要设定元器件的参考坐标，通常设定Pin1（即元器件的引脚1）为参考坐标。

设置元器件封装的参考点可以选择【Edit】→【Set Reference】子菜单中的相关选项。其中有【Pin1】、【Center】和【Location】3条命令。如果选择【Pin1】选项，则设置引脚1为元器件的参考点；如果选择【Center】选项，则表示将元器件的几何中心作为元器件的参考点；如果选择【Location】选项，则表示由用户选择一个位置作为元器件的参考点。

7）保存MyPCBLib.LIB

执行菜单命令【File】→【Save】。至此，一个PCB元器件和PCBLIB元器件库制作完成。

2．使用封装向导制作LCC元器件封装

手工制作元器件封装是非常烦琐的工作，Protel DXP提供的元器件封装向导（Component Wizard）使设计工作变得非常简单，常用的标准封装都可以通过封装向导来实现。下面以图7-132所示的LCC68封装为例，介绍利用向导创建元器件封装的基本步骤。

图7-132　LCC68封装

（1）在项目管理器（Projects）面板中双击“Myuse.PCBLIB”文件名，打开新创建的库文件。执行菜单命令【Tools】→【New Component】命令，弹出如图7-133所示的界面，此界面是元器件封装向导界面。然后就可以选择封装形式，并可以定义设计规则。

图7-133　元器件封装向导

（2）用鼠标左键单击图中的按钮，系统将弹出如图7-134所示的对话框。用户在该对话框中可以设置元器件的类型。

（3）单击图7-134中的按钮，系统会弹出如图7-135所示的焊盘尺寸设置对话框。

图7-134　选择封装类型

（4）单击图7-135中的按钮，系统将会弹出如图7-136所示的焊盘形状设置对话框。一般情况下，“For the first pad”（第1脚）设置为圆角焊盘（Rounded），其他引脚设置为方形焊盘（Rectangular）。

图7-135　焊盘尺寸设置对话框

（5）单击图7-136中的按钮，系统会弹出如图7-137所示的对话框。用户在该对话框中可以设置丝印层导线宽度。本例将丝印层导线宽度设置为10 mil。

图7-136　焊盘形状设置对话框

（6）单击图7-137中的按钮，系统会弹出如图7-138所示的对话框。用户在该对话框中可以设置焊盘的水平间距、垂直间距和尺寸。注意这些尺寸要严格根据产品手册给出的尺寸来设置，否则会导致制作出来的封装与实际元器件尺寸不一致。本实例采用默认值。

图7-137　丝印层导线宽度设置对话框

（7）单击图7-138中的按钮，系统会弹出如图7-139所示的引脚排列方向设置对话框。用户在该对话框中可以设置元器件第1脚所在的位置和引脚排列方向。本例引脚按逆时针方向排列。

图7-138　焊盘间距设置对话框

（8）单击图7-139中的按钮，系统会弹出如图7-140所示的对话框。用户在该对话框中可以设置元器件引脚数量。本实例封装因有68根引脚，每边17根，故只需在指定位置输入元器件引脚数量“17”即可。

图7-139　引脚排列方向设置对话框

（9）单击图7-140中的按钮，系统会弹出如图7-141所示的元器件封装名称设置对话框。用户在该对话框中可以设置元器件的名称。本实例封装命名为“LCC68”。

图7-140　引脚数量设置

（10）单击图7-141中的按钮，系统会弹出结束提示对话框，单击按钮，即可完成对新元器件封装的制作。完成后的元器件封装如图7-142所示。

图7-141　元器件封装名称设置对话框

图7-142　完整的LCC68封装