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1、制作元件封装,5周2讲,制作元件封装,本节要点： 元器件封装的基本知识 元器件封装编辑器 手工创建封装,一、元器件封装的基本知识,所谓元器件封装是指安装半导体集成芯片时所用的外壳，它不仅起着安放、固定、封装、保护芯片和增强电热性能的作用，而且是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。,芯片的封装在PCB板上通常表现为一组焊盘、丝印层上的边框及芯片的说明文字，其中外形尺寸、引脚定义及焊盘是封装不可缺少的组成元件。,无极性电容,外形尺寸,引脚定义,焊盘,1、封装主要部分的作用,1）焊盘： 主要用于连接芯片的引脚，并通过印刷电路板上的铜膜导线连接其它焊盘。,2）边框和说明文字： 主要起指示作用，指明焊盘组
2、所对应的芯片，方便印刷电路板的焊接，所在层为丝印层。,2、元件不同封装的体现,在PCB图中，元件封装的作用就是指示出实际元件焊接到电路板时所处的位置，并提供焊点。 元件的封装与元件本身并不是一一对应的。不同的元件可以采用同一种封装，或是同一种元件也可以采用不同的封装结构。,1）电阻,插脚式电阻,贴片式电阻,贴片电阻封装,插脚式电阻封装,可调式电阻,可调电阻的几种封装形式,可调式电位器,2）、电容,图10.24 74LS00、74LS02和74LS04的实际引脚分布,(4) 集成电路 最能体现不同的元件可以具有相同的封装形式莫过于集成电路。现以74系列逻辑电路为例。,74系列逻辑电路对应的封装,
3、4）、不同的元件有相同的封装,不同的元件可以采用同一种封装，例如三极管的封装可以和三端稳压器的封装相同。,4、 元件封装的分类,元件的封装可以分为针脚式封装（DIP）和表面粘贴式(SMT)封装两大类。,(1) 插针式封装 插针式封装是针对插针类元件的，针脚类元件焊接时先要将元件针脚插入焊盘导孔中，然后再焊锡。 注意：焊盘的板层属性必须为Multi Layer。 (2) 表面粘贴式封装 表面粘贴式封装的焊盘只限于表面板层，即顶层或底层。 注意：焊盘的板层属性必须为单一表面。,插针式封装,表面粘贴式封装,5、常见元件封装介绍,常见的元件主要分成分立元件和集成电路两大类。分立元件出现最早，种类也多，
4、包括电阻、电容、二极管等。,1）、电阻,电阻有固定电阻与可调电阻之分，其封装最大区别就是前者是两引脚，后者是三引脚。对于固定电阻类元件，封装尺寸主要取决于客定功率及工作电压，数值越大，体积越大。,固定电阻,固定电阻的封装可以分为贴片式、插脚式与引线式等，最常见的是前二种。 插脚式封装命名：AXIAL-*.* AXIAL表示是轴状， *.*表示焊盘中心距离，单位为in,主要有 AXIAL-0.3 AXIAL-1.0几种. 例如：电阻的封装为AXIAL-0.4， 两焊盘间的距离为400mil 100mil=2.54mm, 1mm=39.4mil ；,电阻贴片式封装,电阻贴片式封装命名： R*-*
5、R * * - * *,指元件尺寸（公制）,*mm*mm,元件的长（10mil） （焊盘的中心距离）,元件的宽（10mil） （焊盘的宽度）,例如：R5025-2010， 表示5mm2.5mm,焊盘的中心距离为200mil,焊盘的宽度为100mil.,电阻的典型封装,2）、二极管,二极管的尺寸主要取决于额定电流、电压，分为贴片式、插脚式封装。,插脚式封装命名：DIODE-*.*, DIO*.*-*,DIODE - * . *,焊盘中心距(in),DIO * . * - * *,焊盘中心距(mm),尺寸(mm),3)、电容,电容一般分为电解电容和无极性电容，无极性电容又包括瓷片电容、涤纶电容等。
6、容量越大，体积越大。 一般RB是电解电容,RAD为无极性电容.,4)、三极管,三极管的封装名称：BCY-W3,5）、集成芯片,集成电路是电子线路中应用最为广泛的一类元件，封装形式非常多，即便是同一类的封装，由于引脚数目的不同，封装也会不同。,DIP-双列直插式封装,DIP是最常见的集成电路封装形式，它的特点是体积比较大,焊接比较方便,散热条件好. DIP规格: DIP封装的引脚中心距为100mil,宽度通常为300mil,还有其他宽度如400mil,6OOmil等.焊盘的直径通常为1.5mm(60mil),孔直径为0.9mm(36mil).,SIP-单列直插式封装,SIP从封装的一个侧面引出,
7、排成一条直线. SIP引脚的中心距为100mil,引脚数不等. 有时,分立元件也可以采用SIP封装. 例如:三极管可以采用SIP3等.,PLCC-带引线的塑料芯片载体,PLCC是贴片式封装的一种,芯片的引脚在芯片体的底部向内弯曲成丁字形. 特点:节省空间,但焊接工艺高,手工操作困难. 规格:引脚的中心距为50mil,引脚数为18-84个., SO封装,SO封装是一种贴片型封装,与DIP相比,芯片的体积大大减少.SO封装包括有SOP、TSOP，SOJ，SOL等等。它们之间的区别在于外形及引脚间距上的不同。,SOJ封装,SOL封装,SOP封装,SOP封装,SOP是小贴片封装的集成电路，和DIP封装
8、对应 ，这种封装的引脚从封装的两侧引出呈L形。 SOP规格：SOP引脚中心距为50mil，引脚数为844个。,PGA,PGA是传统的栅格阵列封装，引脚从芯片底部垂直引出，整齐地分布于 芯片的四周，很多CPU采用这种封装。 PGA规格：引脚中心距为100mil，引脚数为64655个。,其它集成电路类 封装,QUAD：是方形贴片封装，焊接较方便。 SPGA：是阵列引脚栅格阵列封装。 BGA：是球形栅格阵列封装。,QUAD,SPGA,BGA,6.封装的选择要求,元件封装的选择是否正确直接影响到PCB的质量。如果选择错误的封装或尺寸不对，都会使元件安装不上，甚至使PCB报废。在选择封装考虑如下几点：,
9、1）、必须对元件封装形式的重要性有高度的认识。 对元件封装形式认识不足或把握不准将无法保证PCB设计的正确性，合理性更无从谈起。,2）尽管电子元件有统一的外观，但并不意味对这些元件的实际使用总是必须遵从。,AXIAL封装电阻的变通应用,3）、设计封装应考虑PCB板大小，及元件散热等问题。如有元件没有提供封装，可以单独创建封装。,7.根据封装图设计封装,如何根据元件的外观及尺寸设计封装?首先学会看懂元件的外观及尺寸表. 例如:SOP-16封装集成电路的外观及尺寸表.,第1引脚标注,各尺寸的数值大小,可以读出如下数据: D:为元件外观的长; E:为元件外观的宽; H-E:为引脚的长度; e:为引脚
10、间的间距; b:为引脚的直径.,毫米单位,英寸单位,描绘封装尺寸设计,2)得到元件的尺寸,及引脚的间距及大小. 3)根据得到的数据设计出元件的封装图. 焊盘的大小要比实际的引脚大,根据经验,焊盘直径,过孔直径与实物引脚直径一般遵循如下规则: 过孔直径实物引脚直径+(510mil) 焊盘直径过孔直径+过孔直径(20%40%),二. 制作元器件封装,在创建新的元器件封装前，应首先新建一个元器件封装库，来绘制和存储新建元器件封装。 新建元器件封装库命令: FilesNewsLibrary PCB Library 绘制元件封装先把Top overlay设置为当前绘画层.,1、通过菜单新建元件库,图10
11、.29 新建PCB元件库,图10.30 进入PCB元件编辑器,2.认识元器件封装库编辑器,元件封装列表,元件图元栏,一.手工创建封装,在进行手工绘制新的元器件封装前，必须要先了解需要绘制的元器件实物的物理尺寸与引脚功能。,以创建DIP8的封装符号 为例,尺寸为： 焊盘的垂直间距100mil，水平间距300mil， 外形轮廓框长400mil，宽200mil，距焊盘50mil， 圆弧半径25mil。,4.放置焊盘 执行菜单命令Place|Pad，或单击放置工具栏的 按钮。 按Tab键系统弹出焊盘的属性对话框。按要求设置焊盘的有关参数。,3. 新建一个新元件 在PCB Library面板的元件框空白
12、处右键新建，新元件的默认名是PCBCOMPONENT_1。,孔直径,焊盘直径, 按要求放置焊盘。 将焊盘1的焊盘形状设置为矩形（Rectangle），以标识它为元件的起始焊盘。, 将工作层切换为顶层丝印层（TopOverLay）。 利用中心法绘制圆弧。 执行菜单命令Place|Arc(Center)，或单击放置工具栏的 按钮即可绘制圆弧。,5.绘制外形轮廓,绘制元件的边框 执行菜单命令Place|Track，或单击放置工具栏的 按钮。,（5）命名与保存 命名：左键单击PCB元件库管理器中的Rename按钮，弹出重命名元件对话框，如图所示。在对话框中输入新建元件封装的名称，单击OK按钮即可。本例命名为DIP-8。,课堂练习二,2、根据右图SOT-23的外形及数据表，手动制作该PCB元件。,二.自动生成PCB封装库,在设计PCB时,为了查看编辑等方便,常常利用当前的PCB文件生成对应的元件封装库.所生成的封装库包含了PCB文件里所有元件的封装.例如:对基本放大电路PCB设计文件生成相应的元件封装库.,在打开的PCB文件下,执行如下命令: DesignMake PCB library 生成一个PCB库,扩展名为.PcbLib.,课堂小结,元器件封装的基本知识 元器件封装编辑器 手工创建封装,
