第六章PCB元件制作

2019/8/2PCB元件制作§6PCB元件制作2019/8/2PCB元件制作教学目标⑴熟悉PCB元件库编辑器。⑵熟悉制作PCB元件的流程。⑶能熟练制作PCB元件，并能在设计中使用自己制作的元件。2019/8/2PCB元件制作任务导入在第4章建立的PCB项目下新建一个PCB库文件，和PCB项目保存在同一个文件夹STUDY4中，命名为MyPcbLib.PcbLib，然后完成下面任务。2019/8/2PCB元件制作⑴在新建的PCB库文件MyPcbLib.PcbLib中制作图6-1所示的三个的PCB元件，它们分别如下：①元件7SEGDIP10，焊盘直径60mil、孔径30mil，上下两列焊盘的距离为600mil，相邻焊盘的距离为100mil。②元件SOP14，焊盘尺寸X:25mil，Y:80mil；上下两列焊盘的距离为300mil，相邻焊盘的距离为50mil。③根据图6-1(3)所示的元件三视图，制作该元件的PCB元件，并命名为DIP18。2019/8/2PCB元件制作⑵以第4章所完成的原理图库文件MySchlib.SchLib和本任务所完成的PCB库文件为基础，建立一个集成元件库，命名为MyIntLib.IntLib。其中，原理图元件7SEGCA的元件封装为7SEGDIP10，原理图元件74LS00的元件封装为SOP14。2019/8/2PCB元件制作8910111213147654321SOP14⑴7SEGDIP1012345678910PCB元件制作例图2019/8/2PCB元件制作PCB元件制作例图⑶元件三视图2019/8/2PCB元件制作任务分析完成本任务，首先要熟悉PCB库编辑器，了解PCB元件的构成，掌握PCB元件的设计方法。然后在PCB项目中建立一个库文件，在库文件中制作图6-1所示的三个PCB元件。最后建立一个集成库项目，将已设计好的原理图库文件MySchlib.SchLib和PCB库文件MyPcbLib.PcbLib添加到集成库项目中，给原理图库文件中的每一个元件指定PCB库文件中的一个元件作为它的封装，完成后进行编译，就可生成所要求的集成元件库。2019/8/2PCB元件制作6.1PCB元件的设计步骤在ProtelDXP2004SP2中，手工制作PCB元件一般要经过下图所示的几个步骤。设置环境参数放置焊盘新建元件绘制元件图规则检查生成元件报告保存元件库库PCB元件的设计流程跳过2019/8/2PCB元件制作设置工作区的尺寸单位、捕获网格、电气网格和可视网格等。1）设置环境参数2019/8/2PCB元件制作新建一个空白PCB元件。2）新建元件2019/8/2PCB元件制作根据元件管脚的类型，管脚的直径，管脚的排列方式，管脚之间的距离等参数，在工作区放下符合要求的全部焊盘。3）放置焊盘2019/8/2PCB元件制作在丝印层上绘制元件外形的轮廓线。4）绘制元件图2019/8/2PCB元件制作对库文件进行规则检查，根据检查报告排除错误。5）规则检查2019/8/2PCB元件制作生成单个元件或整个元件库的报告文件。6）生成元件报告2019/8/2PCB元件制作将库文件保存好，以便以后可以使用。7）保存元件库2019/8/2PCB元件制作1.启动PCB库文件编辑器下面方法都可以启动PCB库文件编辑器。新建一个PCB库文件之后，系统会自动打开该文件；用鼠标左键双击已存在的PCB库文件。6.2PCB库文件编辑器2019/8/2PCB元件制作PCB库文件编辑器如下图所示。它由菜单栏、工具栏、工作面板，工作区、面板管理中心以及状态栏和命令状态行等组成。2.PCB库文件编辑器的组成2019/8/2PCB元件制作PCB库文件编辑器库元件管理面板面板管理中心菜单栏工作区放置工具栏标准工具栏导航工具栏状态栏和命令状态行板层选项卡跳过2019/8/2PCB元件制作和PCB编辑器比较，PCB库编辑器的菜单栏少了“设计”和“自动布线”两个菜单。菜单栏的菜单存放有文件操作和PCB元件制作的相关命令，如下图所示。1）菜单栏菜单栏2019/8/2PCB元件制作有标准工具栏、放置工具栏和导航工具栏。2）工具栏2019/8/2PCB元件制作标准工具栏可进行文件操作，画面操作，图件的剪切、复制、粘贴、选择、移动等操作，还可设置捕获网格，如下图所示。⑴标准工具栏标准工具栏2019/8/2PCB元件制作放置工具栏如下图所示。它在PCB元件设计中是用得最多的工具栏，图中从左至右的工具分别用于放置直线、焊盘、过孔、字符串、位置坐标、尺寸标注、各种圆弧、矩形填充、铜区域和进行队列粘贴。⑵放置工具栏放置工具栏2019/8/2PCB元件制作PCB库编辑器的工作面板和PCB编辑器的大同小异，其中PCB库元件管理面板是它所独有的。其它面板的使用和PCB编辑器一样。PCB库元件管理面板用于管理库文件中的元件，具体将在后面介绍。3）工作面板2019/8/2PCB元件制作用于显示当前鼠标光标在工作区的坐标、捕获栅格的大小以及正在执行的命令，其中工作区坐标的原点一般设置在元件的第一个焊盘上。执行菜单命令：【查看】→【状态栏】，可以打开或关闭状态栏；执行菜单命令：【查看】→【显示命令行】，可以打开或关闭命令行。4）状态栏和命令状态行2019/8/2PCB元件制作用于开启或关闭各种工作面板。当用户不小心搞乱了工作面板时，通过执行菜单命令：【查看】→【桌面布局】→【Default】，即可恢复初始界面。5）面板管理中心2019/8/2PCB元件制作工作区是进行PCB元件设计的地方，所有设计都在这里完成。6）工作区2019/8/2PCB元件制作6.3PCB元件的构成通常，我们将PCB元件称为元件封装或管脚封装，它是实物元件在PCB上的安装位置，它包含元件的外形轮廓、焊盘的类型、数量及排列形式等基本信息。2019/8/2PCB元件制作元件封装的类型元件封装有插入式封装技术（ThroughHoleTechnology，THT）和表贴式封装技术（SurfaceMountedTechnology）两种类型。插入式封装元件的体积大，需要占用较大的空间，焊盘需要钻孔，但它的散热性能好；安装元件时，元件的管脚穿过电路板，到电路板的另一边焊接，所以安装机械强度好，能承受较大的外力作用。表贴式封装元件的体积小，焊盘不需要钻孔，可提高电路板的布局密度，但其散热性能相对较差；安装元件时，管脚贴着电路板表面焊接，机械性能较差。2019/8/2PCB元件制作PCB元件由元件图、焊盘和元件属性三个部分组成，如下图所示。PCB元件的组成焊盘元件属性元件图焊盘2019/8/2PCB元件制作1）元件图元件图是PCB元件的轮廓线，本身没有电气意义，只用于表示元件的外形轮廓。元件图通常画在丝印层顶层（元件一般放在PCB的顶层，当元件放在PCB的底层时，元件图应画在丝印层底层）。布线时允许导线跨过元件图。2019/8/2PCB元件制作2）焊盘焊盘是元件的主要电气部分，它与原理图元件的管脚相对应，每个焊盘都有独立的编号。焊盘分为插入式和表贴式两种。插入式焊盘放在多层上，有焊盘孔；表贴式焊盘放在信号层的顶层（也有放在底层的，与将该元件放在电路板的哪一边有关），这种焊盘没有焊盘孔。2019/8/2PCB元件制作3）元件属性元件属性包括元件编号、注释等。这些文字放在丝印层顶层，可以显示或不显示。在一块电路板中，每一个元件都必须有自己独立的编号，元件编号配合焊盘号就是电气节点。2019/8/2PCB元件制作3）元件属性注释元件编号管脚焊盘电阻的原理图元件和PCB元件的对应关系下图为电阻的原理图元件和PCB元件的对应关系。2019/8/2PCB元件制作6.4PCB库元件管理面板PCB库文件编辑器中有一个专门的库元件管理面板，用于管理库文件中的所有元件。它由元件查询屏蔽窗、元件列表窗、图元列表窗、元件浏览窗和一些按钮、复选项组成，如下图所示。2019/8/2PCB元件制作元件查询屏蔽窗元件列表窗图元列表窗元件浏览窗PCB库元件管理面板跳过2019/8/2PCB元件制作1）元件查询屏蔽窗查询PCB库文件中的元件时，可在该窗口输入元件名称或元件名称的部分字符，只有符合查询条件的元件才在元件列表窗中显示出来。利用它可以提高元件的查找效率。2019/8/2PCB元件制作2）元件列表窗该窗口列出元件库中符合查询条件的所有元件。当元件查询屏蔽窗为空时，将列出库文件中的所有元件。2019/8/2PCB元件制作3）图元列表窗该窗口显示元件列表窗中，选中元件的全部组成图元，包括直线、圆弧和焊盘等。2019/8/2PCB元件制作4）元件浏览窗用于显示元件列表窗中被选中的元件的形状。2019/8/2PCB元件制作面板上的复选项屏蔽：选中该复选项时，将在工作区高亮显示库元件管理面板上选择的对象，而其它对象被屏蔽（变暗），屏蔽的程度可点击工作区右下角“屏蔽程度”标签进行设置。选择：选中该复选项，则库元件管理面板上选择的对象在高亮显示的同时，还将处于被选中的状态。缩放：选中该复选项时，系统将自动调整显示比例，将库元件管理面板上选择的对象最大化显示在工作区中。2019/8/2PCB元件制作面板上的按钮【适用】：在更改库元件管理面板上的参数或复选项后，点击该按钮可进行刷新，使用新设置的功能。【清除】：点击该按钮，将清除工作区的屏蔽状态。【放大】：点击该按钮，将鼠标光标移入工作区后，光标变成一个矩形放大框，放大框包围区域的内容将在PCB面板下方的浏览窗中放大显示出来。2019/8/2PCB元件制作6.5环境参数设置执行菜单命令【工具】→【库选择项…】，打开PCB板选择项对话框，如下图所示。该对话框可设置计量单位，捕获网格、元件网格、电气网格、可视网格，还可设置图纸的大小和位置等。2019/8/2PCB元件制作PCB板选择项对话框2019/8/2PCB元件制作6.6PCB元件的制作1.手工制作PCB元件1）新建空白PCB元件并改名将鼠标光标放在库元件管理面板的元件列表窗中点击鼠标右键，将弹出一个右键菜单，如右图所示。选中右键菜单中的“新建空元件”，将建立一个空元件。双击新建的空元件，打开PCB库元件对话框，如下图所示，在对话框中输入元件名。右键菜单2019/8/2PCB元件制作PCB库元件对话框2019/8/2PCB元件制作2）放置焊盘根据实物元件的实际情况，确定焊盘的类型（插入式还是表贴式）、焊盘的大小和排列方式，在工作区放下所有焊盘。注意焊盘的编号一般从1开始，PCB元件的焊盘号和原理图元件相应管脚的编号相同。2019/8/2PCB元件制作插入式焊盘和表贴式焊盘有以下区别：①插入式焊盘放在多层上，有焊盘孔；表贴式焊盘一般放在顶层上，没有焊盘孔。②插入式焊盘的默认颜色为灰色，表贴式焊盘的默认颜色为红色。由于表贴式焊盘没有焊盘孔，所以应在其属性对话框中将焊盘孔径设置为0。特别提示2019/8/2PCB元件制作3）绘制元件图将当前板层切换为丝印层，根据实物元件的外形轮廓，使用放置工具栏上的直线、圆弧等工具绘制元件图。将元件图绘制在丝印层上，是为了在PCB生产出来后，能够看到这些图形。对于初学者，在绘制元件图之前，往往忘记将丝印层切换为当前层，这样元件图就可能被绘制在其它板层上，若被绘制在顶层或底层，它将变成导体。2019/8/2PCB元件制作4）编辑元件属性制作好元件后，可以对元件的属性进行编辑。将鼠标光标放在元件列表窗中要编辑属性的元件上，点击鼠标右键，选择右键菜单的“元件属性…”命令，在打开的PCB库元件对话框中可设置元件名、元件的描述信息等。2019/8/2PCB元件制作手工制作PCB元件时，一般将元件的第一个焊盘设置为坐标原点，这样元件的第一个焊盘就是元件的参考点。这样做的好处是比较容易确定其它焊盘的位置。执行菜单命令【编辑】→【设定参考点】→【引脚1】，就可以将坐标原点设置在第一个焊盘上。也可以执行菜单命令【编辑】→【设定参考点】→【位置】，在工作区中先设定坐标原点，再将第一个焊盘放在原点上。特别提示2019/8/2PCB元件制作2.使用