劉宇婕　孫靖凡　李威　楊文珺

摘要：雖然在DXP自帶的元件庫中有著較為豐富的元件封裝庫，但是這些元件封裝庫都是一些常用的封裝庫，有很多時候我們所需要的元件并不在我們封裝庫中。所以我們往往需要自己動手來做我們所需元件的封裝庫。這就要我們可以了解并運用我們的封裝庫和他各個層的意義。并學(xué)會使用模型的向?qū)c自己手動畫圖的方法。

關(guān)鍵詞：PCB元件封裝庫；PCB原理圖；IPC封裝向?qū)?；Spice模型向?qū)В?PCB各層含義

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）11-0258-03

因為我現(xiàn)在PCB制圖用的是PROTEL DXP，故來介紹一下自學(xué)PCB的注意事項與基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)與操作。

當(dāng)我們在畫PCB的時候首先要有一個工程，在工程中再來制作我們所需要的東西，如我們首先要創(chuàng)建一個PCB的工程，再創(chuàng)建一個原理圖，這樣我們就可以來完成我們的基本操作，我們就可以按照現(xiàn)有的元件庫來制作我們所需的PCB板。

但在PCB的學(xué)習(xí)與運用中往往自己畫封裝是不可避免的，但是我們應(yīng)該怎么畫封裝呢？下面我們就來介紹一下如何來畫PCB的封裝，PCB的封裝的基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)與運用。

1 使用向?qū)碇谱鞣庋b庫與原理圖

1.1“IPC 封裝向?qū)А?/p>

方法一先創(chuàng)建一個“PCB 元件庫”的文件夾，然后在工具中找到“IPC封裝向?qū)А比缓笤僖罁?jù)我們自己的元件找到對應(yīng)的元件，來制作封裝。但是再制作封裝的時候，一定要用游標卡尺測量好自己的元件的各個距離，這種向?qū)呛茉敿毜?，他上邊所有要我們自己測量的地方都有標注，我們自己也一定要對應(yīng)好的測量，因為我們的PCB板都是以毫米來計算的，出現(xiàn)了偏差就有可能導(dǎo)致我們設(shè)計的PCB板上的所鉆孔的孔徑，從而導(dǎo)致我們所要焊的元件放不上去，導(dǎo)致資源的浪費，材料的損失。所以我們要好好測量。

這種封裝是用的一種3D模型，在制作完了這種模型后一定不要忘了還有相應(yīng)的原理圖。所以我們還要再創(chuàng)建一個“原理圖庫”，在“新建→庫→原理圖庫”然后導(dǎo)入我們剛剛畫的模型，先點擊“Add Footprint”然后點“Browse”瀏覽庫再找到我們所以需要的模型所對應(yīng)的庫，這樣就可以把我們模型的Footprint所導(dǎo)出來了。

1.2“Spice 模型向?qū)А?/p>

既然我們上面都已經(jīng)用到了“IPC 封裝向?qū)А?，我們的原理圖當(dāng)然也是有向?qū)У?。這個原理圖的向?qū)Ь秃臀覀冋摇癐PC 封裝向?qū)А币粯?，在工具中找到一個“Spice模型向?qū)А霸谄渲姓业轿覀兯柙脑韴D模型的向?qū)гO(shè)置好了，就可以了。

“Spice模型向?qū)А比鐖D1，看圖我們可知他一共有“二極管、半導(dǎo)體電容器、半導(dǎo)體電阻器、電流控制開關(guān)、壓控開關(guān)、雙極結(jié)晶體管、有損耗傳輸線、均勻分布的RC傳輸線”這八種元件原理圖的向?qū)А?/p>

但是這種原理圖出來的也是和我們的模型向?qū)б粯又挥性韴D，我們要把他們結(jié)合一下才是完整的一個新的我們所創(chuàng)建的元件庫。

然后在這最后就是要記住，每一個我們所創(chuàng)建的新的文件或者工程都要保存，要不然無論是庫還是原理圖都是顯示不出來的，必須要點保存。

2 自己手動畫PCB封裝庫及原理圖

2.1手動制作封裝庫

在如今的信息化飛速發(fā)展的社會，我們總會有一些新型的元件的封裝是在我們的“MiscellanceousDevices.IntLib”和“MiscellanceousConnectors.IntLib”這兩個我們常用的庫中是找不到，然而不管是我們的封裝庫向?qū)н€是我們的原理圖向?qū)Ф际怯邢薜?，也不可能每次都是這些東西，因此我們要會自己手動來制作與畫圖。

所以接下來就是我要介紹的方法二，如何自己手動畫圖。

自己手動畫圖相對于用模型向?qū)碚f對于我們新手更直觀一些，因為我們手動畫圖是2D的比3D的容易理解一些，但其實我們所畫的PCB中3D模型的這個功能，是讓我們可以看到將來PCB板的裝配關(guān)系，防止我們在空間上出現(xiàn)偏差，而造成一些不必要的浪費。然而我們畫的PCB傳統(tǒng)上是二維設(shè)計?；旧系脑O(shè)計都是以2D的方式來創(chuàng)建的。所以也就不用像我們的“IPC 封裝庫”向?qū)б粯有枰覀儨y量那么多東西。

我們就可以直接創(chuàng)建“PCB 元件庫”在這里面直接畫圖，然后只用測量我們所需要的元件的大小的長和寬還有元件所需的穿孔之間的距離，確保我所設(shè)計的這個元件的大小印在PCB板上出來了以后是可以和我們的元件相匹配的就可以了。

當(dāng)然，在我們手動畫圖的時候也不可以掉以輕心，因為我們還要考慮PCB中各個層的問題。在不同的層面，是有不同的作用與意義的。

2.1.1關(guān)于PCB各個層的含義

如“TopLayer”是頂層布線層，就是在頂層設(shè)計我們元件所要焊接上錫的位置，若為單線層，則沒有此層。

而“BottomLayer”是底層布線層，也就是在底層設(shè)計我們需要焊接上錫的位置。

“Top Overlay”是PCB板的絲印層，這個層是用來設(shè)計各個元件的標識，圈出我們元件所需的位置避免最后圖畫出來沒有位置放我們的元件，并且可以在絲印層標識好我們元件的位號、字符、商標等一系列的東西。

“Mechanical Layers”是機械層，是為PCB設(shè)計機械外形的，默認“Mechanical Layer1”為外形層。其他的“Mechanical Layer13/15”層可作為機械尺寸標注或者特殊用途，但必須在同層標識清楚該層的用途。

“Keep-Out Layer”是禁止布線層，它是用來在你確定板子的外形，是用“Mechanical Layer”畫好外形后，在“Keep-Out Layer”中繪制約束布線的區(qū)域，畫好后，布線就不能畫到這個區(qū)域外，他也可以被用來做PCB的機械外形。但是如果PCB上同時有“Keep-Out Layer”和“Mechanical Layer1”則主要看這兩層的外形完整度，一般以“Mechanical Layer1”為準。建議設(shè)計時盡量使用“Mechanical Layer1”作為外形層，如果使用“Keep-Out Layer”作為外形，則不要在使用“Mechanical Layer1”，避免混淆，并且在這一層是使用place line命令繪制10mil大小的線來繪制的。

“Top/Bottom Solder”是頂層/底層阻焊綠油層，起到以防止銅箔上錫，保持絕緣。在焊盤、過孔及本層非電氣走線處阻焊綠油開窗。①焊盤在設(shè)計中會默認開窗（override：0.1016mm），即過孔時將銅箔顯露出來，外擴0.1016mm，能夠方便后面增大載流能力及燙錫或加厚銅箔，波峰焊時會上錫。建議不做設(shè)計變動，以保證可焊性；②過孔在設(shè)計中也會默認開窗與焊盤一樣，也外擴0.1016mm，波峰焊時會上錫。如果設(shè)計為防止過孔上錫，不要露銅，則必須將過孔的附加屬性“Solder Mask”中的“penting”選項選中，來關(guān)閉過孔開窗。另本層也可單獨進行非電氣走線，則阻焊綠油相應(yīng)開窗。如果是在銅箔走線上面，則用于增強走線過電流能力，焊接時加錫處理；如果是在非銅箔走線上面，一般設(shè)計用于做標識和特殊字符絲印，可省掉制作字符絲印層。

“Top/Bottom Paste”是頂層/底層錫膏層，該層一般用于貼片元件的SMT回流焊過程時上錫膏，導(dǎo)出“Gerber”時可刪除，PCB設(shè)計保持默認即可。

“Mid Layers”是中間信號層，多用于多層板，也可作為特殊用途層，這仍然也必須要在同層標識清楚該層的用途。“Internal Planes”是內(nèi)電層，用于多層板?！癕ulti Layer”是通孔層，作用是通孔焊盤?！癉rill Guide”是鉆孔定位層，作用是焊盤及過孔的鉆孔的中心定位?！癉rill Drawing”鉆孔描述層，作用是焊盤即過孔的鉆孔孔徑的尺寸描述。

以上就是我所介紹的一些常用的PCB層。

2.1.2手動畫PCB

了解完P(guān)CB板各個層的含義，我們也要來畫圖了。就如一個“TO248P1350X468-3N”來說吧。如圖2，“TO248P1350X468-3N”。

圖2是我用“IPC模型向?qū)А弊龀鰜淼臉藴实摹癟O248P1350X468-3N”元件封裝庫。但其實，在我們自己手動制作時并不需要像此3D模型制作的那么麻煩。我們只需要做的如圖3一樣把所有所需要的數(shù)據(jù)都測量好，然后把所需要焊接上錫的畫出來，還有為了防止元件相觸碰再用線把他們隔開。然后保存，就制作好了這個封裝庫。但要注意的是測量一定要到位。

2.1.3手動畫原理圖

當(dāng)我們的元件封裝庫手動畫好了之后，就要來畫我們所畫的這個元件的原理圖了。畫原理圖的時候一定要注意用對引腳。要了解我們這個原件的原理。如，一個圓形的電容元件，它的標準原理圖用“Spice模型向?qū)А敝谱鞒鰜硎侨鐖D4就是這樣的。

但是其實這就如同我們剛剛所畫的PCB元件封裝一樣，都是給自己看的，我們在畫這種原理圖的時候是不需要這么麻煩的，我們甚至可以直接用兩條放置線和兩個引腳和一個“+”來表示，如圖5。

因為我們在畫它的原理圖的時候就應(yīng)該清楚這個元件的原理是什么，然后再開始畫，用自己可以理解并且正確的畫法即可。

還有就是我們再畫原理圖的時候柵格的使用，我們的柵格默認是10，但是為了方便起見，我們可以將柵格的移動尺寸改為1，這樣就更方便我們畫圖，連接等一系列的事情了。

3 畫原理圖時可能遇到的問題與解決方法

在畫原理圖的時候，可能我們照著我們的圖畫好了，更新好了PCB后有的元件上沒有線，有的整個元件都是綠色的。那么我們在遇到元件上沒有線的情況下，就要看看我們在原理圖連線的時候用的是不是沒有用我們需用的放置線來連接的。我們在元件圖是綠色的情況時，可以看到在我們剛導(dǎo)出PCB時，左下角有一個暗紅色的區(qū)域“sheet1”，那是一個ROOM，把它刪除就可以了。

4 結(jié)語

雖說DXP的元件庫中大量的標準元件封裝庫，但在實際應(yīng)用當(dāng)中，許多情況下都需要我們自己來創(chuàng)建我們的封裝庫，所以掌握兩種創(chuàng)建封裝庫和原理圖的方法是我們學(xué)習(xí)PCB時必不可少的內(nèi)容。

參考文獻：

[1] 劉剛.ProtelDXP2004SP2原理圖與PCB設(shè)計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[2] 陳超ProtelDXP元件封裝庫的研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2009，32（24）：163-167.

[3] 趙志剛，吳海彬.ProtelDXP實用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.