張楊齊

（江蘇省金壇中等專業(yè)學校，江蘇金壇，213200）

0 引言

Altium Designed用手工繪制是制作元器件封裝最常采用的一種方法，元器件封裝是實際元器件焊到電路板上時，在電路板上所顯示的外形和焊點位置關系。元器件封裝描述的只是元器件的外形與焊點位置，所以元器件封裝僅僅是空間的概念。在Altium Designed 16的元器件的庫中，標準的元器件封裝、元器件的外觀和焊盤間的位置關系是嚴格按照實際的元器件尺寸設置，如果焊盤間距不正確而導致元器件不能安裝到電路板上，因此在設計元器件封裝時應當小心謹慎。制作PCB元件引腳封裝有以下三種方法：一種是采用手工繪制的方法，操作較為復雜，但能制作外形和引腳排列較為復雜的元件封裝；另一種方法對封裝庫中原有的引腳封裝進行編輯修改，使其符合實際的需要，該方法適合于所需引腳封裝和原封裝庫中已有的引腳封裝差別不大的情況進行改進；第三種是利用向導的方法制作，適合于外形和引腳排列比較規(guī)范的元件。

隨著科技不斷發(fā)展和新的集成電路元器件的出現(xiàn)，有些元器件的封裝可能不包含在系統(tǒng)自帶的封裝中，這就需要用戶自己動手進行制作。在制作元器件封裝之前，必須首先獲得該元件的封裝參數(shù)，常用的參數(shù)有引腳數(shù)目、排列順序、粗細、間距、元件外輪廓等。設計方式：首先要啟動元器件封裝編輯器，在PCB Library文件工具欄選擇【Tools】/【New Blank Component】根據(jù)實際元件的引腳和外觀尺寸手動放置焊盤和繪制元件邊框；設計者可以選擇【Tools】/【Component Wizard】，根據(jù)PCB封裝設計向導設計元件封裝；設計者還可以用選擇【Tools】/【IPC Compliant Footprint Wizard】，根據(jù)PCB封裝設計模型向導精確設計元件封裝。以上兩種情況都需要注意焊盤的序號與元件引腳序號一一對應，否則后期原理圖中的元件無法準確導入到PCB文件中。為了爭取寶貴比賽時間創(chuàng)建元件封裝向導方法設計元件比較實用。PCB板的設計優(yōu)劣直接反映到產(chǎn)品上，設計過程要兼顧產(chǎn)品的美觀、可操作性、系統(tǒng)的設計指標和PCB板制作工藝等要求。由此設置系統(tǒng)的設計規(guī)則，包括線寬、布線轉角、安全間距、短路規(guī)則等。以省技能大賽電子裝配與調(diào)試項目的印制電路板設計模塊中，需要在自己的封裝庫中，設計不同的元器件封裝。

創(chuàng)建新的封裝元件主要有手工創(chuàng)建和元件向導印制電路板設計成自己的封裝庫，如設計LM324A和C8051F410的封裝，使用封裝名稱為SOP-14A和TQFP-32A，如圖1所示。繪制創(chuàng)建元器件用兩種元器件向導方法完成學習任務。

圖1 貼片集成芯片SOP-14A和TQFP-32元件尺寸圖

1 自制元件庫中編輯PCB元器件封裝

在PCB封裝庫中有相近類型的引腳封裝，采用復制編輯該類型引腳封裝的方法，既不破壞源庫封裝，有保持了原引腳封裝。

（1）將原庫中貼片集成芯片封裝SO-16通過庫文件面板放置到PCB板中，并雙擊打開其屬性對話框，并按【Ctrl+C】鍵將其復制到剪貼板。

圖2 原庫中貼片集成芯片SO-16圖

（2）在元件封裝庫設計環(huán)境中打開PCB Library面板。新建一個PCB元件引腳封裝。執(zhí)行菜單命令【工具】/【新元件】菜單命令，彈出新建元件引腳封裝對話框。

（3）在圖紙中心按【Ctrl+V】鍵粘貼原復制SO-16元件的封裝，根據(jù)封裝要求修改焊盤數(shù)量、修改輪廓、修改封裝的名稱。執(zhí)行菜單命令【工具】/【元件屬性】，修改封裝名稱為“SOP-14A”。

2 利用元器件向導繪制SOP-14A元件封裝

繪制元件封裝是很繁瑣的工作，為了能夠在比賽減少繪制工作量爭取時間，向導來設計封裝是很有效的方法，常見的標準封裝都可以通過向導來完成。

（1）在元件封裝庫設計環(huán)境中打開PCB Library面板，執(zhí)行菜單命令【工具】/【元器件向導】，根據(jù)LM324A的技術文件SOP-14A封裝的參數(shù)，選擇元器件封裝類型Small Outline Packages（SOP）。在單位選擇的下拉框中選擇使用單位mm，如圖3所示。

圖3 選擇元件類型

（2）根據(jù)元件的資料設置SOP-14A貼片元件焊盤參數(shù)，焊盤寬度b參數(shù)選擇在0.36mm到0.49mm之間，根據(jù)電路需要選擇最大值b=0.49mm，元件焊盤的長度需要計算(E-E1)/2=1.1mm。兩個焊盤之間的間距e=1.27mm，兩個引腳之間的間距需要計算(E-E1)/2+E，(E代表引腳跨度間距，E1代表元件寬度間距)，設置好后單擊“下一步”。查看圖4、5中下表可知相應參數(shù)。

圖4 設置焊盤參數(shù)

圖5 設置焊盤間距

（3）設置元件焊盤數(shù)目和名稱，SOP-14A封裝的引腳數(shù)為14，再設置封裝名稱為SOP-14A,最后完成封裝設計，單擊“完成”按鈕結束繪制任務。

3 利用lPC標準元器件封裝向導繪制TQFP-32元件封裝

（1）根據(jù)C8051F410的技術文件中選擇LQFP-32封裝的參數(shù)，其中e代表兩個引腳之間的間距，E代表引腳跨度間距，E1代表元件體跨度間距。查看圖1中下表可知e=0.8mm,E=9mm。

（2）執(zhí)行菜單命令【工具】/【IPC Compliant Footprint Wizard】，根據(jù)C8051F410技術文件LQFP-32封裝的參數(shù)，選擇元器件封裝類型PQFP。如圖6所示。

圖6 選擇元件類型

（3）根據(jù)元件的資料設置PQFP封裝整體尺寸，根據(jù)參數(shù)表輸入數(shù)據(jù)，Lead Span Range（E）與 Lead Span Range（D）都設置為9mm，其它數(shù)值默認，第一引腳的選擇根據(jù)比賽的實際要求選擇。Maximum設置為 0.45mm；Lead Length Range（L）焊盤長度為Minimum設置為0.3mm與Maximum設置為0.45mm；Pitch（e）焊盤間距設置為 0.8mm ；Body Width Range（E1）與 Body Width Range（D1）封裝焊盤尺寸都設置為7mm；Number of Pins（E）和 Number of Pins（D）封裝四周引腳數(shù)都設置為 8，按照圖示8步驟設置各項參數(shù)。

圖7 設置元件邊界尺寸

圖8 設置焊盤間距

（5）設置元件焊接形狀和名稱，Pad Shape焊盤形狀選擇為Rectangular（方形），其它數(shù)值默認，進入下個界面更改封裝名稱NAME為TQFP-32A，元件設計向導完成界面單擊“Finish”結束封裝制作過程。圖9利用向導制作的SOP-14A封裝和TQFP-32A的封裝。

圖9 SOP-14A封裝和TQFP-32A的封裝

4 結論

Altium Designed 16版本可以編輯元器件自制封裝，也可以用兩種元器件向導方式設置元器件，用元器件向導創(chuàng)建封裝工作很方便，根據(jù)比賽提供的元器件封裝參數(shù)資料知道元件的外形、引腳數(shù)量以及引腳間的間距等完成封裝創(chuàng)建。

元器件封裝歸納三步曲：先確定元件方位的標記大小盡量做到同類封裝元件方位一致；再設置元器件間距與焊盤的尺寸大小一致；最后元器件封裝名稱參數(shù)更改。學會自己創(chuàng)建元器件庫會使電子電路設計變得輕松方便，通過電子技術技能大賽印制電路板設計項目增強選手的實踐能力，提高了師生的整體技能素質，符合未來企業(yè)崗位的需求。