元器件封装库的创建

第5章元器件封装库的创建任务描述：前一章介绍了原理图元器件库的建立，本章进行封装库的介绍，针对前一章介绍的3个元器件，在这里为这3个元器件建立封装，并为这3个封装建立3D模型。包含以下内容：建立一个新的PCB库使用PCBComponentWizard为一个原理图元件建立PCB封装手动建立封装一些特殊的封装要求，如添加外形不规则的焊盘创建元器件三维模型创建集成库教学目的及要求：掌握PCB库的概念熟练掌握使用PCBComponentWizard创建封装的方法熟悉掌握手工创建元件封装的方法了解添加元器件的三维模型信息的方法熟练掌握手工放置元件三维模型教学重点：手工创建元件封装教学难点：手工放置元件三维模型复习并导入新课：4.1原理图库、模型和集成库4.3创建新的库文件包和原理图库4.4创建新的原理图元件4.5设置原理图元件属性4.6为原理图元件添加模型4.6.1模型文件搜索路径设置4.6.2为原理图元件添加封装模型4.6.3用模型管理器为元件添加封装模型4.7从其他库复制元件4.7.1在原理图中查找元件4.7.2从其他库中复制元件4.7.3修改元件4.8创建多部件原理图元件4.8.l建立元件轮廓4.8.2添加信号引脚4.8.3建立元件其余部件4.8.4添加电源引脚4.8.5设置元件属性4.9检查元件并生成报表4.9.1元件规则检查器4.9.2元件报表4.9.3库报表5.1建立PCB元器件封装AltiumDesigner为PCB设计提供了比较齐全的各类直插元器件和SMD元器件的封装库，这些封装库位于AltiumDesigner安装盘符下\ProgramFiles\AltiumDesignerWinter09\Library\Pcb文件夹中。封装可以从PCBEditor复制到PCB库，从一个PCB库复制到另一个PCB库，也可以是通过PCBLibraryEditor的PCBComponentWizard或绘图工具画出来的。在一个PCB设计中，如果所有的封装已经放置好，设计者可以在PCBEditor中执行Design→MakePCBLibrary命令生成一个只包含所有当前封装的PCB库。本章介绍的示例采用手动方式创建PCB封装，只是为了介绍PCB封装建立的一般过程，这种方式所建立的封装其尺寸大小也许并不准确，实际应用时需要设计者根据器件制造商提供的元器件数据手册进行检查。5.1.l建立一个新的PCB库1．建立新的PCB库包括以下步骤。（1）执行File→New→Library→PCBLibrary命令，建立一个名为PcbLibl.PcbLib的PCB库文档，同时显示名为PCBComponent＿l的空白元件页，并显示PCBLibrary库面板（如果PCBLibrary库面板未出现，单击设计窗口右下方的PCB按钮，弹出上拉菜单选择PCBLibrary即可）。（2）重新命名该PCB库文档为PCBFootPrints.PcbLib（可以执行File→SaveAs命令），新PCB封装库是库文件包的一部分，如图5-1所示。图5-1添加了封装库后的库文件包（3）单击PCBLibrary标签进入PCBLibrary面板。（4）单击一次PCBLibraryEditor工作区的灰色区域并按PageUP键进行放大直到能够看清网格，如图5-2所示。现在就可以使用PCBLibraryEditor提供的命令在新建的PCB库中添加、删除或编辑封装了。PCBLibraryEditor用于创建和修改PCB元器件封装，管理PCB器件库。PCBLibraryEditor还提供ComponentWizard，它将引导你创建标准类的PCB封装。图5-2PCBLibraryEditor工作区2．PCBLibrary编辑器面板PCBLibraryEditor的PCBLibrary面板（如图5-3所示）提供操作PCB元器件的各种功能，包括：PCBLibrary面板的Components区域列出了当前选中库的所有元器件。（1）在Components区域中单击右键将显示菜单选项，设计者可以新建器件、编辑器件属性、复制或粘贴选定器件，或更新开放PCB的器件封装。请注意右键菜单的copy/paste命令可用于选中的多个封装，并支持：在库内部执行复制和粘贴操作；从PCB板复制粘贴到库；在PCB库之间执行复制粘贴操作。图5-3PCBLibrary面板启用Mask选择框选中的部分在设计窗口显示（2）ComponentsPrimitives区域列出了属于当前选中元器件的图元。单击列表中的图元，在设计窗口中加亮显示。选中图元的加亮显示方式取决于PCBLibrary面板顶部的选项：启用Mask后，只有点中的图元正常显示，其他图元将灰色显示。单击工作空间右下角的按钮或PCBLibrary面板顶部按钮将删除过滤器并恢复显示。启用Select后，设计者单击的图元将被选中，然后便可以对他们进行编辑。在ComponentPrimitives区右键单击可控制其中列出的图元类型。（3）在ComponentPrimitives区域下是元器件封装模型显示区，该区有一个选择框，选择框选择那一部分，设计窗口就显示那部分，可以调节选择框的大小。5.1.2使用PCBComponentWizard创建封装对于标准的PCB元器件封装，AltiumDesigner为用户提供了PCB元器件封装向导，帮助用户完成PCB元器件封装的制作。PCBComponentWizard使设计者在输入一系列设置后就可以建立一个器件封装，接下来将演示如何利用向导为单片机AT89C2051建立DIP20的封装。使用ComponentWizard建立DIP20封装步骤如下所示。（1）执行Tools→ComponentWizard命令，或者直接在“PCBLibrary”工作面板的“Component”列表中单击右键，在弹出的菜单中选择“ComponentWizard…”命令，弹出ComponentWizard对话框，单击Next按钮，进入向导。（2）对所用到的选项进行设置，建立DIP20封装需要如下设置：在模型样式栏内选择DualIn-linePackage（DIP）选项（封装的模型是双列直插），单位选择Imperial(mil)选项（英制）如图5-4所示，按Next按钮。图5-4封装模型与单位选择图5-5焊盘大小选择图5-6选择焊盘间距（3）进入焊盘大小选择对话框如图5-5所示，圆形焊盘选择外径60mil、内径30mil（直接输入数值修改尺度大小），按Next按钮，进入焊盘间距选择对话框如图5-6所示，为水平方向设为300mil、垂直方向100mil，按Next按钮，进入元器件轮廓线宽的选择对话框，选默认设置（10mil），按Next按钮，进入焊盘数选择对话框，设置焊盘（引脚）数目为20，按Next按钮，进入元器件名选择对话框，默认的元器件名为DIP20，如果不修改它，按Next按钮。（4）进入最后一个对话框，单击Finish按钮结束向导，在PCBLibrary面板Components列表中会显示新建的DIP20封装名，同时设计窗口会显示新建的封装，如有需要可以对封装进行修改，如图5-7所示。（5）执行File→Save命令（快捷键为Ctrl＋S）保存库文件。图5-7使用PCBComponentWizard建立DIP20封装5.1.3使用IPCFootprintWizard创建封装PCFootprintWizard用于创建IPC器件封装。IPCFootprintWizard不参考封装尺寸，而是根据IPC发布的算法直接使用器件本身的尺寸信息。IPCFootprintWizard使用元器件的真实尺寸作为输入参数，该向导基于IPC－7351规则使用标准的AltiumDesigner对象（如焊盘、线路）来生成封装。可以从PCBLibraryEditor菜单栏Tools菜单中启动IPCFootprintWizard向导，出现IPCFootprintWizard对话框，按Next按钮，进入下一个IPCFootprintWizard对话框如图5-8所示。输入实际元器件的参数，根据提示，按Next按钮，即可建立元器件的封装。图5-8IPCFootprintWizard利用元器件尺寸参数建立封装该向导支持BGA、BQFP、CFP、CHIP、CQFP、DPAK、LCC、MELF、MOLDED、PLCC、PQFP、QFN、QFN-2ROW、SOIC、SOJ、SOP、SOT143/343、SOT223、SOT23、SOT89和WIREWOUND封装。IPCFootprintWizard的功能还包括：整体封装尺寸、管脚信息、空间、阻焊层和公差在输入后都能立即看到。还可输入机械尺寸如Courtyard、Assembly和ComponentBody信息。向导可以重新进入，以便进行浏览和调整。每个阶段都有封装预览。在任何阶段都可以按下Finish按钮，生成当前预览封装。5.1.4手工创建封装对于形状特殊的元器件，用PCBComponentWizard不能完成该器件的封装建立，这个时候就要手工方法创建该器件的封装。创建一个元器件封装，需要为该封装添加用于连接元器件引脚的焊盘和定义元器件轮廓的线段和圆弧。设计者可将所设计的对象放置在任何一层，但一般的做法是将元器件外部轮廓放置在TopOverlay层（即丝印层），焊盘放置在Multilayer层（对于直插元器件）或顶层信号层（对于贴片元器件）。当设计者放置一个封装时，该封装包含的各对象会被放到其本身所定义的层中。虽然数码管的封装可以用PCBComponentWizard来完成，为了掌握手动创建封装的方法，用他来作为示例。一、下面手动创建数码管DpyBlue-CA的封装步骤如下1.先检查当前使用的单位和网格显示是否合适，执行Tools→LibraryOptions命令（快捷键为T，O）打开BoardOptions对话框，设置Units为Imperial(英制)，X，Y方向的SnapGrid为10mil，需要设置Grid以匹配封装焊盘之间的间距，设置VisibleGrid1为10mil，VisibleGrid2为100mil，如图5-9所示。图5-9在BoardOptions对话框中设置单位和网格2.执行Tools→NewBlankComponent命令（快捷键为T，W），建立了一个默认名为‘PCBCOMPONENT_l’的新的空白元件，如图5-2所示。在PCBLibrary面板双击该空的封装名（PCBCOMPONENT_l），弹出PCBLibraryComponent[mil]对话框，为该元件重新命名，在PCBLibraryComponent对话框中的Name处，输入新名称LED-10。推荐在工作区（0，0）参考点位置（有原点定义）附近创建封装，在设计的任何阶段，使用快捷键J，R就可使光标跳到原点位置。3.为新封装添加焊盘PadProperties对话框为设计者在所定义的层中检查焊盘形状提供了预览功能，设计者可以将焊盘设置为标准圆形、椭圆形、方形等，还可以决定焊盘是否需要镀金，同时其他一些基于散热、间隙计算，Gerber输出，NCDrill等设置可以由系统自动添加。无论是否采用了某种孔型，NCDrillOutput（NCDrillExcellonformat2）将为3种不同孔型输出6种不同的NC钻孔文件。放置焊盘是创建元器件封装中最重要的一步，焊盘放置是否正确，关系到元器件是否能够被正确焊接到PCB板，因此焊盘位置需要严格对应于器件引脚的位置。放置焊盘的步骤如下所示：（1）执行Place→Pad命令（快捷键为P,P）或单击工具栏按钮，光标处将出现焊盘，放置焊盘之前，先按Tab键，弹出Pad[mil]对话框，如图5-10所示。图5-10放置焊盘之前设置焊盘参数(2)在图5