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发表于 2020-4-15 09:57:19
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元件的原理图符号与元件的PCB封装并不是一一对应关系。
（1）一方面，除电阻、电感、电容、二极管、三极管等通用元件外，一般元件都应有自己专属的原理图符号，不提倡凑合共用原理图符号。例如图1，双排插针符号代替双列器件就是典型不良习惯。
（2）另一方面，不同类型元件的PCB封装以及3D外形可以完全相同。如图2所示的三极管2N3904、三端稳压管78L05、温度传感器18B20都是完全一样的TO-92封装。
大部分元件的封装都是标准形式的，所以尽量找到可供下载的PCB封装。如果找不到，则利用向导生成PCB封装。画完封装后，如果有元件实物，1:1打印封装，实物放在纸上进行比对。也可用下载的3D封装去核对检查自行绘制PCB封装（下节课的内容）。
本课将讲解以下内容：
（1）利用简易向导制作元器件PCB封装。
（2）利用复杂向导制作元器件PCB封装。
（3）自行精确绘制元件的PCB封装。
（4）原理图符号绑定PCB封装
1、利用简易向导制作元器件PCB封装
AD软件自带有PCB封装向导，可以帮助生成一些典型元器件的封装。使用方法如下：
（1）首先找到器件说明书中的封装描述。如图3所示为10F/2.7V超级电容，这类元件的封装往往需自行绘制。
（2）如图4所示，点击Tools->Footprint Wizard，运行简单版本的封装向导。
（3）如图5所示，在向导中选择Capacitors电容，接着选择Through Hole针插结构。注意选择国际单位Metric(mm)。
（4）根据图3的元器件说明书可知，引脚直径0.6mm，引脚间距5mm。在图6中进行相应设定，焊盘孔径需要比引脚直径略大，焊盘尺寸则需根据引脚直径和电流大小进行权衡，这里使用1.5mm焊盘。
（5）如图7，根据引脚间距设定焊盘间距。
（6）参考图8，根据实际电容，配置电容的极性（极性电容/非极性电容），安装方式（立式/卧式），截面几何形状（圆/方）。
（7）如图9，按自己的分类原则给电容命名。
（8）如图10所示，自建库mylib中生成了一个名为10F/2.7V的电容封装。
（9）如图11所示，双击焊盘1，将其Shape改为Rectangula矩形孔，并将+号移到焊盘1位置，以便区分极性电容的阳极。保存后就完成了电容PCB封装的绘制全过程。
2、利用复杂向导制作元器件PCB封装
在高版本AD中引入了复杂封装向导，所生成的元件还可带简易的3D模型。以图12所示的12*12*8尺寸典型的功率贴片电感为例进行讲解：
（1）如图13所示，找到该电感的说明书中有关元件尺寸的数据。注意右图斜线方块所示才是金属引脚部分。
（2）如图14，点击Tool->IPC Compliant Footprint Wizard，运行复杂封装向导。
（3）如图15所示，选择绕线电感元件，右侧有该类型元件的图片。
（4）如图16所示为电感元件所需要设定的参数页面。
（5）参考图17，通过简单计算可以得到焊盘长度T=(12-7.6)/2=2.2mm，再根据图13元件外形说明书，完成所有参数的设定。
（6）如图18，其余操作全点Next，或者直接Finish。元件会有一个与元件类型尺寸定义的默认名字。
（7）最后选择存进哪个library，如图19所示。
（8）如图20所示，点Finish后，自建库中得到了贴片电感的封装。按3可以看到自动生成的3D模型。和实物相比，这个自动生成的3D模型并不完美，但它已经可以帮助我们在设计电路板时避免一些机械冲突。在下一课，我们将会讲解更加精良的3D模型获取方法。
3、自行精确绘制元件的PCB封装
有部分元器件封装向导也无法生成，这就需要完全自行绘制PCB封装。如图21所示，LCD12864液晶为例，完整的PCB封装需要精确绘制出焊盘位置、固定孔位置、外形轮廓。下面我们将讲解如何利用网格、捕获、设置坐标值的方法精确绘制元件的封装。
首先绘制带有电气属性的元件引脚焊盘：
（1）如图22所示，新建一个空元件引脚封装，并命名为LCD12864。
（2）参考图23，主窗口编辑区按L调出View Configuration，将Show Grid 颜色设为白色，以便将网格醒目的展示出来。
（3）参考图24，主窗口编辑区按下G，将网格尺寸设为100Mil，这也是标准插针类元件的间隔尺寸（2.54mm）。
（4）参考图25，Place放置第一个Pad焊盘，并按下Tab键，修改焊盘属性：Designator=1 ， 圆形焊盘Round/ 1.5mm/1.5mm，孔直径Hole Size= 1mm。焊盘放置在坐标原点，也就是有一个白×的位置。
（5）参考图26，连续点击鼠标可以依次放置20个焊盘，焊盘电气编号会自动递增。由于网格设置为100Mil，所以焊盘间隔可以很容易精确为100Mil（2.54mm）。
（6）如图27，双击焊盘1，将其形状改为矩形Rectangle，以便确定起始焊盘。
下面将根据LCD12864图纸绘制丝印层边框。
（1）如图28所示，切换图层为顶层丝印层Top overlay。
（2）参考图29，Place->line，先任意画一条竖线。然后双击竖线，通过修改坐标的方法，得到70mm长，起点(-16.5mm,-2.5mm)，长度70mm的精确竖线。起点坐标也就是LCD12864的左下角坐标，是根据图21尺寸，结合焊盘1坐标(0,0)计算得来的。
（3）参考图30再画一根起点(-16.5mm,-2.5mm)的横线，长度93mm，这就是下边线。长度93mm也是根据图？尺寸得来的。
（4）按住Ctrl同时选中这两根线，按下Ctrl+C，然后会出现一个十字定位点（图31所示），这个是将来粘贴时，鼠标所在位置，十分重要。借助Snap自动捕获的效果，将十字定位点设在竖线的顶端。
（5）参考图32，按下Ctrl+V，并按空格转动图形角度。将鼠标点在下边线最右端顶点。由此，得到精确坐标尺寸的液晶外框。
（6）根据图21的尺寸，四个定位孔位于边线内侧2.5mm处。所以按下G，将网格尺寸设为2.5mm（网格尺寸可手动设置为任意值），如图33所示。
（7）如图34，给矩形四角放上孔2.5mm，xy尺寸也为2.5mm的焊盘，电气属性Designator项删除。
（8）由于网格设为2.5mm，所以用选中焊盘，用Ctrl+方向键移动焊盘时，每次移动距离也是2.5mm。用这种办法，将4个焊盘移动到矩形框内侧2.5mm位置，如图35所示。
（9）保存后，就得到了如图36所示的LCD12864液晶的封装图。
4、原理图符号绑定PCB封装
有了分立的原理图符号和PCB封装以后，就可以将原理图符号绑定封装。将来在绘制电路图时，使用原理图符号就能关联到PCB封装。
（1）如图37，打开原理图库目录，双击LCD12864，调取Properties。
（2）往下找到Footprint选项，点Add。参考图38，找到刚才绘制的12864液晶显示模块的PCB封装，点击OK以后就完成了绑定。
5、本课小结
一个好的元件PCB封装，不仅要求带电气属性的焊盘位置、大小要准确，而且元件的外观轮廓、定位孔等涉及的机械位置也必须准确。
（1）元件的焊盘大部分都是规则的间隔（例如百mil），所以焊盘位置准确放置并不算难。
（2）异型元件的外观轮廓、定位孔的精确绘制反倒是比较困难的，相当于一次简单的机械制图。
通过本课的学习，需要掌握以下知识点：
（1）能够利用简易向导制作规则元器件PCB封装。
（2）能够利用复杂向导制作规则元器件PCB封装。
（3）充分利用网格、捕获、设置坐标值来精确绘制元件封装的方法。
（4）学会原理图符号和PCB封装的绑定流程。
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