在布置印刷电路板时,务必要了解如何为设计元件创建封装。有些元件很常见,或者采用标准化封装,因此封装很容易找到。在某些情况下,封装生成可能需要您自己完成,并且您需要直接使用元件数据表中的信息。如果封装不正确,器件引脚可能与PCB焊盘无法对齐,或者器件可能违反间隙或间距规则,从而导致大量时间损失并产生额外成本。
设计您的PCB电路板时,您有时可以依靠已有的元件来为您的器件提供准确的封装。但是,情况并非总是如此,有时您总会不得不创建自己的封装。对于某些PCB设计软件包,这可能是一项艰巨的任务,在您精通之前需要经历难以接受的学习曲线。另一方面,借助Altium Designer®,您就可以使用强大的CAD工具快速生成元件封装。以下是如何使用Altium为设计元件创建封装的内容。
通过以下4个步骤,在Altium Footprint Designer中生成元件封装:
让我们逐步完成此过程,了解创建元件封装是多么简单。
通过4个简单步骤,在Altium Designer中创建封装设计,具体操作如下:
您将需要元件的焊盘模式,可以在元件数据表的末尾或在您选择的数据库中找到。在本例中,让我们使用流行的PIC24FJ64GA004微控制器。该元件采用44引线塑料薄方型扁平式封装。
在Altium Footprint Designer中,位于文件 → 新建 → 库 → PCB库下。这将为您的项目添加一个新的PCB元件封装库。您还需要将新元件添加到PCB库文件中。当您创建新的PCB库文件时,该库将默认为您的PCB布局创建空白封装(命名为PCBCOMPONENT_1)。
我们需要做的第一件事是设置单位。单位列在窗口的左上角。元件的数据表仅包含以毫米为单位的尺寸。如果提供的尺寸以密耳为单位,则在“查看”菜单下单击“转换单位”以转换为毫米。
点击窗口顶部PCB Lib Placement工具栏上的焊盘图标(或单击Place下拉菜单中的Pad以获取焊盘)。将焊盘放在靠近窗口中间的位置(我们稍后会设置)。现在,右键单击键盘并选择“属性”。接下来,向下滚动到“尺寸”和“形状”,将形状设为“矩形”,并将焊盘尺寸(X/Y)设为1.5毫米/0.55毫米。默认情况下,焊盘将创建为带有电镀通孔的焊盘。选择单层焊盘模板后,该孔将被移除。
在您放置焊盘后,有些重要信息需要在每个焊盘的属性面板中输入。首先,您需要为每个焊盘设定标号;这会将焊盘编号关联至原理图符号中的相应引脚编号。下一个重点是此焊盘的层。我们正在使用SMT元件,因此我们应该从图层下拉菜单中选择“顶层”。每个焊盘都有电气类型(源、负载或端接器),并且每个焊盘都有传播延迟和引脚封装长度。这三条信息全都应该在元件数据表中提供。该数据对于涉及关联至这些焊盘的网络仿真非常重要。
在上图中,我将前6个焊盘放在了元件的左侧。我们可以通过复制和粘贴为布局的每侧创建一个焊盘阵列。(提示:先选择焊盘,然后点击“复制”图标。要放置,点击“粘贴”图标即可。)我们需要确保焊盘之间的距离准确。在本例,中心距为0.8毫米。
一种方法是将“全局对齐”设为“网格”值,您可以从“网格”下的“视图”下拉菜单中访问该值。让我们使用0.2毫米,这意味着垂直中心之间应该有4个窗口。为了确保阵列中的焊盘准确对齐,我们选择阵列,然后点击“编辑”菜单并选择“对齐”,然后选择“对齐垂直中心”。
在分配标号时,请务必遵循标准的针脚/焊盘编号顺序。在本例,焊盘按逆时针顺序排列,焊盘1位于元件的左上角。接下来,我们通过复制阵列并将其粘贴到11.4毫米以外的相同垂直水平来创建对面的阵列。请务必为新阵列设定焊盘数。
现在,我们需要创建顶部和底部的焊盘阵列。由于我们的电路元件采用四边形扁平封装,因此顶部和底部的引脚数量和尺寸相同。我们可以利用这一点轻松创建其他引脚阵列,只需一次复制和粘贴左侧和右侧阵列,然后旋转90°。粘贴这些新焊盘时,不要忘记在“属性”面板中设置焊盘编号,否则,您的PCB元件封装设计中将有重复的标号。
在此步骤中,我们需要定义元件占用的高度和面积。我们还需要定义元件类型。要访问此信息,请从封装列表中选择您的新元件封装,然后单击编辑按钮。在本例,您将能够输入这三项信息。
默认情况下,元件类型将设为“标准”;这是我们想要的这个元件的值。其他元件,如机械元件和无BOM元件,将不是标准元件,应分配适当的元件类型。此窗口如下所示。
您可以将元件编号放入“名称”字段;这是将此元件库导入其他项目时将显示的值。在“描述”字段中为元件添加有用的描述。最后,可以在数据表中找到高度和面积。对于此元件,元件高度为2毫米,总面积为144平方毫米。如下方封装图中所示。
在此步骤中,我们添加丝印层图像和引脚1标记。我们将遵循数据表中的建议,仅指出角的位置。要制作一个角,我们需创建一条0.08毫米的线,您可以通过选择PCB Lib Placement工具栏上的“线”图标,复制(通过复制和粘贴)并关联以获取。在此步骤,请确保丝印层信息被分配到正确的层。在本例中,我们想将其放在“顶部丝印层”上。您可以通过从“属性”面板中选择丝印线来完成此操作。
您需要将其中一个旋转90°。为此,请点击“编辑”下拉菜单,点击“移动”,然后点击“旋转选择”。在对话框中,将旋转角度(度)设置为90。对于引脚1标记,我们将使用圆圈,您也可以从PCB Lib Placement工具栏中选择。没有必要设置成大号标记,看清即可。(提示:如果您需要添加标签或管脚编号,可在此处添加)。
最后一步是保存PCB库文件和项目文件。然后,您可以获取原理图库数据并将其与已完成的PCB封装设计捆绑到集成库中,以便用于其他项目。
创建元件的最后一步是命名与保存,以供您将其添加到元件,其中还包括原理图符号。提示:您需要设置唯一且可搜索的名称,以便轻松找到。
上述步骤说明了如何使用Altium Designer软件快速简便地为您的元件创建封装。这里有一些提示,您可能也会觉得有帮助。
印刷电路板的封装生成可能是一个痛苦的过程。不正确的焊盘尺寸、焊盘形状或间距会导致PCB布局无法制造并需要重新设计,这会增加您的产品开发时间和成本。Altium Designer可以轻松快速地创建元件封装设计以防止出现这些问题。您可以按照上面的四个简单步骤或使用Altium Designer的PCB元件向导之一逐步完成该过程。
如需详细了解如何为PCB创建封装设计,请联系Altium Designer PCB设计专家,或者查看Altium Designer资源中心以获取更多信息。
Zachariah Peterson拥有学术界和工业界广泛的技术背景。在从事PCB行业之前,他曾在波特兰州立大学任教。他的物理学硕士研究课题是化学吸附气体传感器,而应用物理学博士研究课题是随机激光理论和稳定性。他的科研背景涵盖纳米粒子激光器、电子和光电半导体器件、环境系统以及财务分析等领域。他的研究成果已发表在若干经同行评审的期刊和会议论文集上,他还为多家公司撰写过数百篇有关PCB设计的技术博客。Zachariah与PCB行业的其他公司合作提供设计和研究服务。他是IEEE光子学会和美国物理学会的成员。
Solutions for Every Role and Team
Discover and evaluate design options earlier
Develop in one shared workspace
Scale with control and compliance
Connect every stage of hardware development
Learn More
Manage your PCB components and get up-to-date supply chain data.
Equip engineers with everything needed to design modern, high-performance PCBs.
Bring all electronic design data together in one secure workspace.
Combine advanced PCB design with cloud-based collaboration to streamline development.