手机PCBA元器件库建立与使用

1手机PCBA元器件库建立与使用2005年8月31日第一版徐国斌：PCBA元器件库采用Pro/Engineer2001版本，提高它的适用范围。Pro/E2001的小版本各不相同，较高的到Proe20012004090。因为新配的电脑上老的2001版本不稳定，只能用高的proe2001版本。注意：已建好的零件库中可能有一些创建不甚准确或不细致的地方，如在任何一环节发现都应及时通知库管理人员更新，以保证设计需要。公开发表说明：本文完成于2005年。时间过去了3年，手机行业已经是日新月异。但是本文的所有内容对现在完全适用，没有任何过时。由于时间有限，本人没有对它进行更新，与朋友们分享并交流。作者于2008年10月3日2目录关于手机PCBA元器件库......................................................................30.库的使用..............................................................................................40.1设置search_path........................................................................40.2建立PCBA................................................................................40.3库零件的尺寸与公差................................................................61．PCBA设计中电子与结构的交互......................................................82．元器件库的建立.................................................................................92.1元件库建立的要求....................................................................92.2元件库建立的方法....................................................................92.3元件库建立的依据..................................................................102.4Pro/Engineer的设置.................................................................102.5关于一些库元件的说明..........................................................103．新的Layout中元器件的处理..........................................................123关于手机PCBA元器件库PCBA元器件库的组成如图：components：PCBA元器件库，所有的器件3D模型在这里components_temp：非正式元器件，没有经过验证的器件3D模型在这里，见3.0节。emn&emp&dxf：PCBLayout输出的文件，它们是建立器件3D的基础和参考Vendors_3D：器件供应商提供的3D模型及Spec.PCBA元器件库说明.doc：本文件EADC.pdf和ProECAD.pdf：关于Pro/E的ECAD的使用资料40.库的使用0.1设置search_path在Pro/Engineer的Config.pro中设置search_path选项search_pathP:\PCBA_Library\components在config.pro中设置元器件库的搜索路径，Pro/E打开.emn\emp文件时就会搜索元器件库，如果库中已经有同名的文件，就会将此文件调入并且根据PCBLayout的装配关系装配到PCBA中，如果库中没有这个元器件，那么Pro/E就会根据元器件在Layout中的形状和高度生成一个柱体。0.2建立PCBA0.2.1在Pro/E中打开.emn文件如下图所示，Type选择ECADIDF(*.emn)文件，选取要打开的文件。[Open]0.2.2选择Assembly选项如下图所示z选择Part，得到PCB；z选择Assembly，得到PCBA50.2.3指定emp文件如下图所示。0.2.4在Pro/E中生成PCBA的3D装配指定emp文件之后，ProE自动生成PCBA。如果有元件的库存在，这自动将库调入装配。如下图所示。60.3库零件的尺寸与公差0.3.1当与PCBA的距离小于0.3mm时，请进行公差分析计算库零件按照公称尺寸建模（NominalDimension）。但是电子元器件存在公差，一般公差范围在0.1mm~0.2mm之间。在Pro/E模型上不能完全标示出SPEC中的公差。所以，对于空间很紧的结构，在需要考虑元件公差的情况下，请参考SPEC。Pro/Engineer库零件不能提供完整正确的公差信息。有些元器件的规格书中不是标注工程尺寸，而是给出极小值和极大值。这种情况下，则以最大尺寸建模。0.3.2建模说明0.3.2.1对于按照公差标注的元件，按照工程尺寸建模，如下图所示。0.90+-0.1的尺寸，按照0.9建模。70.3.2.1对于按照最大值/最小值标注的元件，按照最大尺寸建模，如下图所示。C的最小值为0.08，最大值为0.2，按照最大值0.2建模。81．PCBA设计中电子与结构的交互Pro/Engineer的Pro/ECAD提供了与PCBCAD的交互设计。Pro/ECAD可以导入PCB文件（.emn和.emp）生成PCBA的3D模型，用于结构设计参考的空间位置确定和干涉检查，以及强度分析与热分析。反之，Pro/E的设计也可以导出.emn文件，PCBCAD读入此.emn文件中，确定和修改元器件的位置，确定与修改PCB板的形状。实际的设计过程中Pro/E与PCBCAD可能会有多次的交互过程。.emn文件是ECAD文件，充当机械CAD(Pro/Engineer)与PCBLayout之间的交换中间格式。Pro/E的PCBA布板结果可以输出为emn文件，PCBLayout导入此.emn文件后，就可以生成PCB的布局。Dxf文件可以精确和细致地表现平面形状和尺寸。当PCB布局完成后，输出emn和emp文件，Pro/E导入这些文件，就可以生成PCBA的3D模型。2．元器件库的建立2.1元件库建立的要求元器件库的建立中，需要满足以下要求：1．留0.1mm的焊锡高度元器件焊装于PCB板上，不可能绝对贴于板上，它们之间会有0.1mm的焊锡高度。因此Pro/E导入PCBLayout的数据后生成的PCBA应该满足如下条件：元器件与PCB之间有0.1mm间隙。2．焊盘的位置和大小要表示出来因为焊盘要占空间。省略焊盘可能会导致实际PCBA干涉。3．活动件的空间范围要表示出来对于可以伸缩的器件，其运动部件的空间范围要求在库零件上表示出来。手机设计时，可以参考空间范围。4.给元器件上色系统默认的颜色为灰色。完成建模后的元器件都应该有不同于灰色的颜色。这样在PCBA中可以直观地区别精确3D模型与自动生成的非精确模型。2.2元件库建立的方法2.2.1建立库零件的基础Pro/E导入PCBLayout（.emn,.emp文件）后，会自动为每个元器件生成ProEpart文件，精确的3D模型要在此part文件的基础上完成，维持原有的坐标系和方向。因为PCBLayout中已经确定了元器件的坐标系，因此Pro/E中建模的坐标系必须与PCBLayout中的坐标系完全吻合，否则，3D模型装配到PCBA后，可能会出现方向错误。2.2.2完成后的Pro/Engineer模型中不能有SuppressedObjects完成后的模型如果有suppressedFeature，就会给别人造成迷惑，甚至自己都搞不清楚到底它有没有用？如果的确需要suppressed，需要加以注释说明。2.2.3图层的显示库零件建模完成后，显示焊盘，以及表示运动位置的曲面、曲线、Cosmetic等，关闭其它没有作用的层，如Datum面，坐标系等。提示：0.1mm间隙的处理技巧：1）RedefinePro/e自动生成的第一个Protrusion特征。2）Section–Redefine–SketchPlane–MakeDatum–Offset,选取默认的Front面3）EnterValue，输入0.1,OK–Done4）SameRef，保持原来的参考与方向5）Refit显示草绘图形，修改草绘或者完成特征。这样生成的模型与PCB之间有0.1mm的间隙。模型的高度保持在名义尺寸，不用再CUT0.1mm的高度。102.3元件库建立的依据根据厂家的Specification。根据硬件元器件库定义的方向和坐标系。2.4Pro/Engineer的设置关于Pro/E导入emn/emp文件，需要对config.pro进行适当设置，能够满足要求。ecad_comp_layer_mapno不为元件创建层。元件的显示应该在View控制ecad_default_comp_height10mm指定默认的元件高度ecad_export_holes_as_cutsyesPro/E输出孔作为PCB板的CUTecad_import_holes_as_featuresyesPro/E导入PCBCAD的孔作为PCB模型中的孔template_ecadasmD:\ptc\pro_stds\start_files\2001\mmgs_asm_design.asm.1template_ecadpartD:\ptc\pro_stds\start_files\2001\mmgs_part_solid.prt.1设置ECAD建模的模板，它们与零件和装配建模的模板相同特别是ecad_import_holes_as_featuresyes选项，请确认。它把PCBCAD中的孔自动转化为PCB板的PRO/E模型中的孔。因此可以将Pro/E导入emn/emp文件时创建的Drill零件删除。2.5关于一些库元件的说明2.5.1文件名为Drill*.prt的元件可以删除文件名为Drill*.prt的元件（*代表任意字符），是PCBCAD中的PCB板上的孔。当Pro/E导入emn/emp文件时，会自动创建的Drill*.prt文件。因为Pro/E设置ecad_import_holes_as_featuresyes选项后，把PRO/EPCBCAD中的孔自动转化为PCB板的PRO/E模型中的孔。因此可以将Pro/E导入emn/emp文件时创建的Drill*.prt零件删除。2.5.2文件名为TP*.prt的元件为薄园片TP为TestPoint的缩写，它代表PCB板上的测试点，实际为板上可以导电的园点，直径一般为1mm左右。在PCBA的3D模型中，用厚度为0.1mm，直径等于测试点直径的圆柱体表示。并且把颜色设置为黄铜色，与实际的PCB测试点颜色相同。2.5.3文件名为PAD*.prt的元件为焊点有些电子元器件不是安装在PCB板上，因此它们需要通过电线与PCB焊接，PAD*.prt就是PCB板上的焊点，当PRO/E导入PCBLayout文件时，把焊点生成为PAD*.prt的文件。它的处理也是一个薄园片，与TP*.prt文件相同。2.5.4Shield*.prt为屏蔽罩Shield*.prt为屏蔽罩，由结构工程师完成具