第十三章 元器件封裝的制作

元器件封裝的制作第十三章目錄基本概念元器件的封裝本章小結(jié)基本概念元器件的封裝是指元器件焊接到PCB時(shí)的外觀及焊盤(pán)的位置。既然元器件封裝只是元器件外觀和焊盤(pán)的位置，那么元器件的封裝僅僅只是空間的概念。因此，不同的元器件可以共用同一個(gè)元器件封裝，另外，同種元器件也可以有不同的封裝形式，所以在取用、焊接元器件的時(shí)候，不僅要知道元器件的名稱(chēng)，還有知道元器件的封裝類(lèi)型。PCB上的元器件大致可以分為3類(lèi)，即連接器、分立元器件和集成電路。元器件封裝信息的獲取通常有兩種途徑，即元器件數(shù)據(jù)手冊(cè)和自己測(cè)量實(shí)物。元器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)可以從廠(chǎng)家或互聯(lián)網(wǎng)上獲取?；靖拍钤骷庋b的具體形式

元器件封裝分為插入式封裝和表面黏貼式封裝。其中將零件安置在板子的一面，并將引腳焊在另一面上，這種技術(shù)稱(chēng)為插入式（ThroughHoleTechnology，THT）封裝；而引腳是焊在與零件同一面，不用為每個(gè)引腳的焊接而在PCB上鉆洞，這種技術(shù)稱(chēng)為表面黏貼式（SurfaceMountedTechnology，SMT）封裝。使用不同封裝的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比：使用THT封裝的元器件需要占用大量的空間，而且焊點(diǎn)也比較大；SMT封裝元器件也比THT元器件要便宜，所以現(xiàn)今的PCB上大部分都是SMT。但THT元器件和SMT元器件比起來(lái)，與PCB連接的構(gòu)造比較好。基本概念元器件封裝的具體形式小外形封裝雙列直插式封裝塑封J引線(xiàn)封裝薄塑封四角扁平封裝塑封四角扁平封裝薄型小尺寸封裝球柵陣列封裝封裝基本概念元器件封裝的命名元器件封裝的命名規(guī)則一般是元器件分類(lèi)+焊盤(pán)距離（或焊盤(pán)數(shù)）（+元器件外形尺寸）。下面具體介紹幾種封裝命名。CAP10：即普通電容的封裝，CAP表示電容類(lèi)，10表示兩個(gè)引腳間距為10mil。CONN-DIL8：接插件封裝，CONN表示插件類(lèi)，DIL表示通孔式，8表示8個(gè)焊盤(pán)。0402：表面安裝元器件的封裝，兩個(gè)焊盤(pán)，焊盤(pán)間距為36th（th為毫英寸，及10-3in），焊盤(pán)大小為20th×30th?；靖拍詈副P(pán)的介紹元器件封裝設(shè)計(jì)中最主要的是焊盤(pán)的選擇。焊盤(pán)的作用是放置焊錫從而連接導(dǎo)線(xiàn)和元器件的引腳。焊盤(pán)是PCB設(shè)計(jì)中最常接觸的也是最重要的概念之一。在選用焊盤(pán)時(shí)要從多方面考慮，PROTEUS中可選的焊盤(pán)類(lèi)型很多，包括圓形、正方形、六角形和不規(guī)則形等。在設(shè)計(jì)焊盤(pán)時(shí)，需要考慮以下因素：①發(fā)熱量的多少；②電流的大?。虎郛?dāng)形狀上長(zhǎng)短不一致時(shí)，要考慮連線(xiàn)寬度與焊盤(pán)特定邊長(zhǎng)的大小差異不能過(guò)大；④需要在元器件引腳之間布線(xiàn)時(shí)，選用長(zhǎng)短不同的焊盤(pán)；⑤焊盤(pán)的大小要按元器件引腳的粗細(xì)分別進(jìn)行編輯確定；⑥對(duì)于DIP封裝的元器件，第一引腳應(yīng)該為正方形，其他為圓形?；靖拍钆c封裝有關(guān)的其他對(duì)象過(guò)孔（Via）：過(guò)孔即在各層需要聯(lián)通的導(dǎo)線(xiàn)交匯處鉆出一個(gè)公共孔。通孔：從頂層貫穿到底，穿透式過(guò)孔。盲孔：從頂層通過(guò)內(nèi)層或從內(nèi)層通到底層的盲過(guò)孔。埋孔：內(nèi)層間隱藏的過(guò)孔。導(dǎo)線(xiàn)與飛線(xiàn)：有電氣連接的敷銅走線(xiàn)。敷銅（Zone）：可以有效屏蔽信號(hào)，提高電路板的抗電磁干擾能力。安全距離（Clearance）：安全距離是銅線(xiàn)與銅線(xiàn)、銅線(xiàn)與焊盤(pán)、焊盤(pán)與焊盤(pán)、焊盤(pán)與過(guò)孔之間的最小距離?？s頸（Neck

down）：當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)穿過(guò)較窄的區(qū)域時(shí)自動(dòng)減縮線(xiàn)寬，以免違反設(shè)計(jì)規(guī)則。設(shè)計(jì)單位說(shuō)明設(shè)計(jì)中常用單位如下：in—英寸，th—毫英寸，m—米，cm—厘米，mm—毫米，μm—微米。1in

=25.4mm。元器件的封裝概述PROTEUS軟件系統(tǒng)本身提供的封裝庫(kù)包含了較豐富的內(nèi)容，有通用的IC、三極管、二極管等大量的穿孔元器件封裝庫(kù)，有連接器類(lèi)型封裝庫(kù)，還有包含所有分立元器件和集成電路的SMT類(lèi)型封裝庫(kù)。如果PROTEUS元器件庫(kù)中包含所需的封裝，可以直接使用“PACKAGE”屬性調(diào)用，如果沒(méi)有，則需要預(yù)先創(chuàng)建元器件封裝。插入式元器件封裝下面介紹幾種常用元器件的符號(hào)、實(shí)物和元器件封裝（1）DIP開(kāi)關(guān)原理圖符號(hào)元器件實(shí)物PCB封裝元器件的封裝插入式元器件封裝下面介紹幾種常用元器件的符號(hào)、實(shí)物和元器件封裝（2）電源插座原理圖符號(hào)元器件實(shí)物PCB封裝元器件的封裝插入式元器件封裝下面介紹幾種常用元器件的符號(hào)、實(shí)物和元器件封裝（3）單片機(jī)原理圖符號(hào)元器件實(shí)物電路板元器件的封裝插入式元器件封裝創(chuàng)建DIP元器件封裝步驟如下：在PROTEUS工具欄中啟動(dòng)ARES界面；單擊ARES界面左側(cè)工具欄中的“SquareThrough–holePadMode”圖標(biāo)，在選擇器中列出了所有正方形焊盤(pán)的內(nèi)徑和外徑尺寸，按需要選擇合適的尺寸；在原點(diǎn)處單擊鼠標(biāo)左鍵，擺放選中的焊盤(pán)，并把它放在一個(gè)原點(diǎn)的位置上（列表中沒(méi)有所需焊盤(pán)尺寸時(shí)，可以自己創(chuàng)建焊盤(pán)）；單擊ARES界面左側(cè)工具欄中的“RoundThrough–holePadMode”圖標(biāo)，在選擇器中列出了所有圓形焊盤(pán)的內(nèi)徑和外徑尺寸，按需要選擇合適的尺寸；根據(jù)自己的需要重復(fù)上述操作；元器件的封裝插入式元器件封裝創(chuàng)建DIP元器件封裝步驟如下：右擊方形焊盤(pán)，在出現(xiàn)的子菜單中單擊“EditProperties”，在“Number”欄中輸入“1”；或者也可以直接雙擊方形焊盤(pán)，從而進(jìn)行設(shè)置，單擊“OK”按鈕，此時(shí)焊盤(pán)上顯示引腳編號(hào)；重復(fù)上述操作，完成其余的引腳分配編號(hào)；單擊左側(cè)工具箱中的“2DGraphicsBoxMode”，在左下方的下拉列表中選擇層面；單擊工具箱中的“2DGraphicsMarkersMode”，在列表中選擇“ORIGIN”，在第一個(gè)焊盤(pán)處添加原點(diǎn)標(biāo)記；在選中的“2DGraphicsMarkersMode”列表中選擇“REFERENCE”然后添加元器件ID；元器件的封裝插入式元器件封裝創(chuàng)建DIP元器件封裝步驟如下：選中所有焊盤(pán)及絲印圖形，在菜單欄中選擇“Library”→“Make

Package”，打開(kāi)“MakePackage”對(duì)話(huà)窗口，如圖13-51所示；其中，“NewPackageName”為新封裝名稱(chēng)，“PackageCategory”為封裝類(lèi)別，“PackageType”為封裝類(lèi)型，“PackageSub-category”為封裝子類(lèi)別，“PackageDescription”為封裝描述，“AdvancedMode(EditManually)”為高級(jí)模式(手工編輯)，“SavePackageToLibrary”為保存封裝到指定庫(kù)中。單擊“OK”按鈕，保存封裝；在封裝的窗口找到此元器件就可以正常使用了。圖13-51“Make

Package”對(duì)話(huà)框元器件的封裝插入式元器件封裝直插式的其他元器件的封裝：在PROTEUS工具欄中啟動(dòng)ARES界面；單擊ARES界面左側(cè)工具欄中的“SquareThrough–holePadMode”圖標(biāo)，在選擇器中列出了所有正方形焊盤(pán)的內(nèi)徑和外徑尺寸，按需要選擇合適的尺寸；在原點(diǎn)處單擊鼠標(biāo)左鍵，擺放選中的焊盤(pán)，并把它放在一個(gè)原點(diǎn)的位置上（列表中沒(méi)有所需焊盤(pán)尺寸時(shí)，可以自己創(chuàng)建焊盤(pán)）；單擊ARES界面左側(cè)工具欄中的“RoundThrough–holePadMode”圖標(biāo)，在選擇器中列出了所有圓形焊盤(pán)的內(nèi)徑和外徑尺寸，按需要選擇合適的尺寸；根據(jù)自己的需要重復(fù)上述操作；元器件的封裝插入式元器件封裝直插式的其他元器件的封裝：選中圓形焊盤(pán)，執(zhí)行“Edit”→“Replicate”，在彈出的“Replicate”對(duì)話(huà)窗口中設(shè)置參數(shù)，單擊“OK”按鈕，則選中焊盤(pán)，在出現(xiàn)的“Edit

Single

Pin”對(duì)話(huà)窗口中對(duì)焊盤(pán)進(jìn)行編號(hào)；單擊左側(cè)工具箱中的“2DGraphicsBoxMode”，在左下方的下拉列表中選擇層面；單擊工具箱中的“2DGraphicsMarkersMode”，在列表中選擇“ORIGIN”，在第一個(gè)焊盤(pán)處添加原點(diǎn)標(biāo)記；在選中的“2DGraphicsMarkersMode”，的列表中選擇“REFERENCE”，添加元器件ID；選中所有焊盤(pán)及絲印圖形，在菜單欄中選擇“Library”→“MakePackage”，打開(kāi)“MakePackage”對(duì)話(huà)窗口，按需設(shè)置，單擊“OK”完成封裝，可以在拾取封裝的列表中即可找到此元器件。元器件的封裝貼片式（SMT）元器件封裝的制作貼片式封裝主要用于分立元器件，分立元器件主要包括電阻、電容、電感、二極管和三極管等，這些都是電路設(shè)計(jì)中最常用的電子元器件。現(xiàn)在，60%以上的分立元器件都有貼片封裝，下面主要介紹貼片的分立元器件封裝的制作。信號(hào)發(fā)生器電路原理圖中分立元器件LED可以采用貼片式的封裝，通過(guò)查閱數(shù)據(jù)手冊(cè)，這里采用貼片式的0805封裝系列的黃色LED封裝形式進(jìn)行封裝，其數(shù)據(jù)手冊(cè)如圖13-68所示。圖13-68LED的數(shù)據(jù)手冊(cè)元器件的封裝貼片式（SMT）元器件封裝的制作步驟如下：在PROTEUS軟件中進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)界面然后單擊ARES界面左側(cè)工具欄中的“RectangularSMTPad”按鈕，選擇器中列出了所有矩形焊盤(pán)的長(zhǎng)和寬尺寸，選擇合適的焊盤(pán)尺寸，若沒(méi)有合適的則自己設(shè)置；選中焊盤(pán)后，在坐標(biāo)處單擊，添加一個(gè)焊盤(pán)；根據(jù)需要決定是否重復(fù)上述操作；雙擊左鍵打開(kāi)“EditSinglePin”對(duì)話(huà)窗口，在“Number”欄中輸入“1”。單擊左側(cè)工具箱中的“2DGraphicsBoxMode”在左下方的下拉列表中選擇層面；圖13-68LED的數(shù)據(jù)手冊(cè)元器件的封裝貼片式（SMT）元器件封裝的制作步驟如下：?jiǎn)螕艄ぞ呦渲械摹?DGraphicsMarkersMode”，在列表中選擇“ORIGIN”，在第一個(gè)焊盤(pán)處添加原點(diǎn)標(biāo)記；選中的“2DGraphicsMarkersMode”的列表中選擇“REFERENCE”添加元器件ID；選中所有焊盤(pán)及絲印圖形，在菜單欄中選擇“Library”→“MakePackage”，打開(kāi)“MakePackage”對(duì)話(huà)窗口，如圖13-83所示，按照?qǐng)D片設(shè)置；單擊“OK”按鈕，保存封裝。在拾取封裝的窗口中即可找到此元器件，這時(shí)此元器件封裝就可以正常使用了。圖13-83“Make

Package”對(duì)話(huà)框元器件的封裝指定元器件封裝在原理圖中，右擊選中一個(gè)命名為SQUARE的LED，單擊鼠標(biāo)左鍵打開(kāi)“EditComponent”對(duì)話(huà)窗口，選中窗口左下角的“Editallpropertiesastext”選項(xiàng)，在文本區(qū)域中添加一條屬性“{PACKAGE=LED_100}”，如圖13-85所示。此外也可以雙擊SQUARE的LED，就會(huì)彈出13-85的界面，從而進(jìn)行設(shè)置。用上述相同的方法，為其他的LED指定封裝；圖13-85LED指定封裝元器件的封裝指定元器件封裝在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)之前應(yīng)該先檢查一下元器件的封裝是否全部指定或是否全部正確。單擊工具欄，出現(xiàn)如圖13-87所示窗口，可以觀察元器件封裝是否全部指定。還可以在再在菜單欄選擇“Library”→“VerifyPackagings”，查看元器件封裝是否有錯(cuò)誤；圖13-87查看元器件封裝元器件的封裝指定元器件封裝在檢查沒(méi)有錯(cuò)誤后，單擊工具欄圖標(biāo)，進(jìn)入ARESPCB編