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3、辑元件封装库中已有封装的方法；3.掌握制作新元器件封装的方法；4.掌握I/O口的扩展方法。技能点1.分别运用手工法和向导法编辑与制作新元件的封装；2.在PCB编辑器环境下调用自建的元件封装图；3.利用8255扩展I/O口，外接输入输出设备。学习情境目标通过学习了解PCB元件封装库（PCBLib）编辑器设计环境；掌握编辑元件封装库中已有封装的方法；掌握制作新元器件封装的方法；掌握利用8255扩展外部I/O口。任务一 PCB元件封装的编辑与制作任务目标虽然Protel 99 SE中系统已经提供了数量庞大的元件库，其中含有大量的元件封装，但是随着新元器件的不断出现，以及一些特殊要求的元器件的使用，设
4、计软件不可能包含电路板设计者所需的全部元器件的封装图。七段数码管其实物如图10-1，而原理图中该元件符号如图10-2所示，但在PCB封装库中没有合适的封装图，这就需要设计者自己制作出符合实际尺寸的七段数码管封装图。同样常用继电器（如图10-3）也没有对应的封装图。故本次设计任务目标：设置PCB元件封装库编辑器设计环境；2、建立一个新的封装库，取名为“自建PCB元件.lib”，它包括多个自建的元件封装图，具体参数要求如图10-4七段数码管封装图、图10-5继电器封装图所示；其中图10-4中焊盘外径尺寸100 mil60mil，焊盘孔径25mil；图10-5中焊盘外径尺寸8080mil ，焊盘孔径
5、40 mil 。 3、修改PCB Footprints.lib封装库中已有的二极管封装图，使其封装焊盘号与原理图中元件引脚号一致，如图10-6所示。4、在PCB编辑器环境下调用自建的元件封装库及其封装图。 图10-1 七段数码管 图10-2 七段数码管元件图 图10-3 继电器 图10-4 七段数码管封装图 图10-5 继电器封装图 图10-6 二极管封装焊盘号任务分析七段数码管采用类似DIP（双列直插式）封装形式，因此可以通过向导法借用DIP10的封装来制作。而继电器封装比较简单，采用PCB封装库中的绘图工具手工制作完成。相关知识1、元件封装的分类： （1）针脚式元件：元件的引脚是一根导线，
6、安装元件时该导线必须通过焊盘，穿过电路板焊接固定，焊盘必须钻一个能够穿过引脚的孔（从顶层钻通到底层），图10-7为针脚式元件的封装图，其中焊盘的Layer板层属性必须设置为MultiLayer（穿透层）。图10-7 针脚式元件图10-8 表面贴装式元件（2）表面贴装式元件：直接把元件贴在电路板表面，靠粘贴固定，所以焊盘不需要钻孔，特别适合大批量、全自动、机械化的生产加工，因此成本较低。表面贴装式元件各引脚间的间距很小，故元件体积也小。图10-8为表面贴装式元件的封装图，其中焊盘的Layer属性必须设置为单一板层，如TopLayer（顶层）或BottomLayer（底层）。2、元件封装的编号：一
7、般用元件类型+焊盘距离(焊盘数)+元件外形尺寸来表示，所以可根据元件封装编号来判别元件封装的规格。如： AXIAL0.4表示此元件封装为轴状，两焊盘间距为400mil； RB.2.4表示极性电容类元件封装，引脚间距为200mil，外形直径为400mil。、元件封装图的结构：包含元件外形、焊盘、元件属性3部分。如图10-5继电器的封装由矩形外形、8个焊盘及相关属性信息构成。(1)元件外形：元件的实际几何图形，不具备电气性质，它起到标注符号或图案的作用。(2)焊盘：元件主要的电气部分，相当于电路图里的引脚。(3)元件属性：设置元件的位置、层面、序号和类型值等信息。封装更注重元件的引脚尺寸，对于任何
8、元器件都需要按照实际的元件尺寸画封装图，同时对于针脚式元件还要使焊盘的尺寸足够大，以便元器件的引脚能够插入焊盘。所以在设计元件封装图前，需要了解元件外形、引脚形状及尺寸、引脚间距等信息。元件使用手册中一般给出元件安装参数，若没有器件封装尺寸数据，在画元件封装图时，可使用游标卡尺、螺旋测微器等高精度测量工具对元件外形、引脚间距、安装螺丝孔径等进行精确测量，然后在PCB封装库编辑器中绘制元件封装图。另外还需要注意公英制单位之间的转换。任务实施过程1、启动PCB元件封装库编辑器：方法类似原理图元件库编辑器的启动。首先在当前设计数据库环境下，执行菜单命令，进入“New Document”对话框，选择P
9、CB元件库编辑器图标，如图10-9所示。双击该图标或单击OK按钮后，系统在当前设计数据库中建立一个新元件封装库文件，修改文件名为“自建PCB元件.lib”。然后双击该文件图标，进入PCB封装库编辑器工作界面，如图10-10所示 。2、设置PCB封装库编辑器环境（1）编辑区调整。最初进入PCB封装库的编辑区内有一个十字坐标轴，其中心坐标为原点（0，0）。单击鼠标右键，出现图10-11菜单，选择Library Options命令， Layers标签中打开第一可视栅格，关闭第二可视栅格，如图10-12所示；Options标签中将定位栅格均设置为5mil，电气栅格取4mil，如图10-13所示。提示：
10、PCBLibplacementTools工具栏的各项含义类似PCB工作环境中相应工具栏。 图10-9 “New Document”对话框图10-10 PCB封装库编辑器界面图10-11 封装库编辑器环境设置菜单图10-12 可视栅格设置（2）工作参数及图纸参数设置。执行菜单命令Tools/Preferences，进入图10-14所示参数设置对话框，可以对工作层、焊盘、过孔等的显示颜色、光标形状等信息设置。（3）打开封装库管理器。点击View/Design Manager，选择Browse PCBLib标签，可切换到封装库管理器，如图10-15所示。其中Components(元件列表)窗口内容与
11、原理图元件库编辑器相同，不再重复。Update PCB按钮功能是更新PCB图中有关该元件的信息，即在元件封装库编辑器中所做的修改可相应反应到电路板中。图10-13定位栅格设置 图10-14 封装库参数设置对话框 图10-15 封装库管理器3、用向导法制作七段数码管封装图(参数要求见图10-4)(1)启动封装向导：在上述自建PCB元件.lib的封装库编辑器工作界面中，单击Browse PCBLib标签中的Add按钮，或执行菜单命令Tools/New Component，进入图10-16的元件封装向导界面。（2）选择元件封装外形及尺寸单位：单击图10-16中“Next”按钮进入图10-17，选择“
12、Dual in-line Package (DIP)”双排直插式封装形式，并选择英制单位“Imperial(mil)”。提示：表10-1列出了12种元件封装形式的中文名称。表10-1 通过向导创建的封装类型Dual in-line Package (DIP)双列直插式封装Ball Grid Array(BGA)格点阵列式封装Staggered Ball Grid Array错列BAG封装Diodes二极管型封装Capacitors电容型封装Quad Packs (QUAD)四方扁平塑料封装Pin Grid Array (PGA)引脚网络阵列封装Resistors电阻型封装Staggered P
13、in Grid Arrays错列PGA封装Small Outline Package小型表贴式封装Leadless Chip Carrier (LCC)无引线芯片载体型封装Edge Connectors边缘连接型封装（3）确定元件引脚焊盘尺寸：单击 “Next”进入图10-18，缺省引脚焊盘外径尺寸为100 mil50mil，引脚焊盘孔径为25mil。根据要求修改尺寸，直接将鼠标移到原尺寸数据50mil上，单击鼠标左键输入60mil。图10-16 元件封装向导界面注意：焊盘外径尺寸应大于焊盘孔径，引脚焊盘外径与焊盘孔径之间关系如表10-2所示。表10-2 最小焊盘直径与引线孔直径的关系 单位：
14、mm 引线孔直径最小焊盘直径0.40.50.60.80.91.01.31.62.0高精度0.80.91.01.21.31.41.72.22.5普通精度1.01.01.21.41.51.61.82.53.0低精度1.21.21.51.82.02.53.03.54.0图10-17 选择元件封装外形及尺寸单位（4）设置引脚水平间距和垂直间距（指焊盘中心距）：单击 “Next”进入图10-19，经实际测量得知该数码管引脚水平间距为800mil，垂直间距为150mil。在图10-19中加以修改。（5）设置元件外轮廓线宽度：单击 “Next”进入图10-20，设置元件外轮廓线宽度与设置元件引脚焊盘尺寸方法相同，一般采用默认值10mil。图10-18 设置引脚焊盘尺寸（6）输入
