实验5 PCB元件封装制作

实验五 PCB元件封装制作

一、实验目的

1．掌握印制电路板的规划和电气定义

2．掌握装载封装库的方法

3．掌握新元件封装的制作方法与操作步骤。 3．掌握对元件封装库进行管理的基本操作。

4．掌握 SCH 元件与对应的 PCB 元件的引脚编号不一致问题的解决方法。 5．掌握电路板的自动布线

二、实验内容

1.给出发光二极管的 SCH 元件，如图 1 所示。请绘制出其对应的元件封装，如图 2 所示。两个焊盘的 X-Size 和 Y-Size 都为 60mil ， Hole Size 为 30mil ，阳极的焊盘为方形，编号为 A ，阴极的焊盘为圆形，编号为 K ，外形轮廓为圆形，半径为 120mil ，并绘出发光指示。

图1 发光二极管的 SCH 元件 图2 发光二极管的 PCB 元件

2． NPN 型三极管的 SCH 元件，如图 3 所示，其对应元件封装选择 TO-52 ，在封装库中找到该元件并复制粘贴到自建库中，如图 4 所示。由于在实际焊接时， TO-52 的焊盘 1 对应发射极，焊盘 2 对应基极，焊盘 3 对应集电极，它们之间存在引脚的极性不对应问题，请修改 TO-5 的焊盘编号即1改为3、2改为1、3改为1，使它们之间的保持一致，并重命名为 TO -52A 。

图3 SCH 元件 图4 PCB 元件

3．利用PCB元件制作向导创建一个40引脚双排直插型（DIP40）的芯片封装元件。

4． 据图5所示电路原理图，手工绘制一块单层电路板图。电路板长1450mil，宽1140mil。根据表1提供的元件封装并参照图6进行自动布局手工调整，其中按钮S、电源和扬声器SP等元件要外接，需在电路板上放置焊盘。布局后在底层进行自动布线。布线结束后，进行字符调整，并为按钮、电源和扬声器添加标识字符。

图5 电路原理图 表1 所属元件一览表 元件名称 RES2 RES2 RES3 CAP NPN PNP 元件标号 R1 R2 R3 C Q1 Q2 元件所属SCH库 Miscellaneous Devices.ddb Miscellaneous Devices.ddb Miscellaneous Devices.ddb Miscellaneous Devices.ddb Miscellaneous Devices.ddb Miscellaneous Devices.ddb 元件封装 元件所属PCB库 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 RAD0.1 TO-5 TO-5 Advpcb.ddb Advpcb.ddb Advpcb.ddb Advpcb.ddb Advpcb.ddb Advpcb.ddb 具体步骤如下： (1)画原理图。在画原理图时,只要Protel 99 SE的能力允许,最好对原理

图或部分原理图进行仿真测试。注意每个元件都必须有封装，而且，封装的焊盘号和原理图引脚号之间必须有对应关系。 （2）对原理图进行电气规则检查（ERC）。 （3）生成原理图的网络表。

（4）建立PCB文件。一般双层板直接建立，多层板用向导建立。

（5）确定布线范围。布线范围是在禁止布线层确定的，一般也就是电路板的板框尺寸，若是需要钻螺丝孔，注意在禁止布线层的螺丝孔上不能布线。 （6）在PCB编辑器窗口，使用菜单“Design/Load Nets”命令将网络表调入，在调入过程中，若有错误，应查明原因，并返回原理图编辑器修改原理图。一般遇到的问题是无元件封装或元件引脚和封装焊盘不对应。常见错误提示：

Component not found:元件找不到，原因是元件封装名不正确。 Node not found:节点找不到，原因是焊盘号和引脚号不一致。 （7）执行网络表,将元件和元件之间的连接关系调入PCB图中。 （8）布局。将元件人工排列到电路板上。

排列的规则是电路的输入端放在电路板左侧；输出端放在电路板的右

侧；元件和元件间的连线最短；安装元件时元件之间不能互相干扰。

也可使用自动布置元件（自动布局），但仍需要人工干预，进行调整。

（9）设置布线层。若为单层板，在菜单“Design/Rule”中设置布线层面，若为双层板，不用设置，使用默认值即可。

（10）设置铜膜线的走线宽度。走线宽度在菜单“Design/Rule”中设置。

一般走线宽度为10mil(0.25mm),电源和地线应该宽一些。当然只要板面积允许，铜膜线还是宽一些好。有的公司对于小于10mil线宽的电路板不能制作。

（11）自动布线。启动“Auto Route/All”菜单，进行自动布线。当布线完成后，在布线完成对话框中观察布线的布通率。若为100%，就说明所有连接铜膜线全部完成。若不能全部布通，则需要回到预拉线状态重新布置元件，调整线宽后再布线。

（12）利用三维图观察电路板，若对元件布置或布线不满意，可以使用“Tool/Un-Route/All”菜单，去掉布线，恢复预拉线，重新安排元件后再布线。

（13）当对布线认可后，根据需要增加填充、泪滴及敷铜等。

（14）对电路板进运行电气规则检查。可以使用“Tool/ Design Rule Check”菜单。

（15）对丝印层上的文字大小及位置进行调整，然后写上电路板图制作的日期等文字。

（16）将所画电路板图存盘，送电路板制造商生产。

图6 参考布局图

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