1、1 1第8章 PCB元件库的修改与创建8.1 PCBLib编辑器的启动及操作界面编辑器的启动及操作界面8.2 制作元件封装图举例制作元件封装图举例8.3 创建特定创建特定PCB设计专用元件封装库设计专用元件封装库2 2电子元器件种类很多，封装形式各异，新元器件也在不断涌现，任何一种印制电路板编辑、设计软件均不可能包含电路板设计者所需的全部元器件的封装图。此外，某些非标元件，如变压器、继电器、接插件等也不可能收录在Protel 99 SE PCB封装库文件中。因此，几乎所有PCB编辑软件均提供了PCB元件编辑、制作功能，以便用户能编辑修改已有的PCB元件或创建新元件封装图。3 38.1.1 PC
2、BLib编辑器的启动启动Protel 99 SE印制板元件封装图编辑器的方法与启动SCH、PCB等编辑器的方法相同，在Protel 99 SE状态下，可采用如下三种方式之一启动PCB元件封装图编辑器：8.1 PCBLib编辑器的启编辑器的启动及操作界面动及操作界面4 4(1)在PCB编辑窗口内，以“Libraries”(元件封装图形库)作为浏览对象时，单击元件列表窗下的“Edit”(编辑)按钮，即可直接启动元件封装图编辑器PCBLib。PCBLib编辑器启动后，自动装入PCB编辑器中当前正在使用的元件库，并在编辑区显示当前元件的封装图。例如，在图8-1所示的PCB编辑器窗口内，单击“Edit”
3、按钮后，将显示出图8-2所示的PCBLib编辑器。5 5图8-1 PCB编辑状态(以“元件库”作为浏览对象)6 6图8-2 PCBLib编辑器窗口7 7(2)执行“File”菜单下的“Open”命令(或直接单击工具栏内的“打开”按钮)；在图1-8所示的“Open Design Database”窗口的“文件类型”下拉列表窗内选择设计文件包(.Ddb)，在文件列表窗内找出并单击位于Design Explorer 99LibraryPCB目录下Generic FootPrint、Connectors、IPC FootPrint三个文件夹内相应的元件封装图形库文件包，如Advpcb.ddb后，再单击
4、“打开”按钮(或直接双击文件列表窗内的设计文件包)，就可以打开元件封装图形库文件包，并进入图8-2所示的元件封装图形编辑状态。8 8(3)在Protel 99 SE中，执行“File”菜单下的“New”命令，在文档选择窗口内，双击“PCBLib”编辑器图标，即可在当前设计文件包内的当前文件夹下建立一个文件名为PCBLib1的新元件封装图形库，如图8-3所示。9 9图8-3 新建立的元件封装图形库10 108.1.2 PCBLib编辑器窗口界面PCBLib编辑器窗口如图8-2、图8-3所示，与印制电路板编辑器PCB窗口相似，窗口各部分名称及作用如下：1.Components(元件列表)窗元件列表
5、窗内显示了元件封装图形库内的元件，以及当前元件封装图形引脚焊盘。在元件列表窗下还有下列按钮：“”(向下移动一个元件)：单击该按钮，将列表窗内的下一个元件作为当前编辑元件。“”(下移到列表窗内的最后一个元件)：单击该按钮，将列表窗内的最后一个元件作为当前编辑元件。“Place”(放置元件)按钮：单击该按钮，可将当前正在编辑的元件封装图形放到PCB编辑器内当前PCB文件中。“Rename”(元件改名)按钮：单击该按钮，可对当前正在编辑的元件封装图形重新命名。12 12“Add”(增加新元件)按钮：该按钮的作用与“Tools”菜单下的“New Component”命令相同。单击该按钮，将在当前元件库
6、中增加一个新元件封装图形，新生成的元件名为“PCBCOMPONENT_n”(n=1,2,3)，随后可通过“Rename”按钮改名。“Remove”(删除元件)按钮：该按钮的作用与“Tools”菜单下的“Remove Component”命令相同。单击该按钮，将删除元件列表窗内当前元件封装图。13 13元件列表窗内的“Mask”(元件过滤)文本盒的作用及操作方法与SCH编辑器窗口的“Filter”相同，元件列表窗内显示的元件名称由Mask文本盒内容决定，当该文本盒为“”时，将显示元件封装库内的所有元件。为了提高操作效率，可在图8-2所示的“Mask”(元件过滤)文本盒内输入“DIP”或“AXIA
7、L”等，这样元件列表窗内仅显示元件封装图形名称前含有“DIP”和“AXIAL”字样的元件。14 142.绘图区PCBLib编辑器窗口绘图区与PCB编辑器绘图区完全相同，用于显示元件外形轮廓，在该区域内编辑、绘制元件的封装图。15 153.工具栏与PCB编辑器相似，PCBLib编辑器也提供了主工具栏(Main Toolbar)、放置工具(Placement Tools)栏，且放置工具栏内的工具名称、作用与PCB编辑器窗口内的放置工具栏相同，只是PCBLib编辑器中放置工具栏内没有绘制元件封装图操作过程中用不到的工具，如“放置元件”、“敷铜”等工具而已。必要时可通过“View”菜单下的“Toolb
8、ars”命令打开或关闭(缺省时这两个工具栏均处于打开状态)相应的工具栏。主工具栏(窗)内有关工具的作用与SCH编辑器主工具栏的作用相同或相近，这里不再介绍。16 168.1.3 工作参数及图纸参数设置1.工作参数设置执行“Tools”菜单下的“Library”命令，在弹出的“Document Options”(文档选项)窗内，分别单击“Layers”和“Options”标签，即可打开、关闭相应的工作层，选择可视栅格形状、大小，光标形状、大小等。窗口各选项含义与图5-5、图5-6完全相同，可参阅第5章有关PCB窗口工作参数设置的内容。17 172.设置工作层、焊盘、过孔等显示颜色执行“Tools
9、”菜单下的“Options”命令，在弹出的“Preferences”(特性选项)”窗内，分别单击“Color”和“Options”标签，即可重新选择工作层、焊盘、过孔等的显示颜色，以及光标形状、屏幕自动更新方式等。窗口各选项含义与图5-7、图5-8完全相同，这里不再重复介绍。18 18建立元件封装图前，需要了解元件外形、引脚形状及尺寸、引脚间距等信息。元器件使用手册中一般会给出元件安装参数，如果没有器件封装尺寸数据，可使用游标卡尺、螺旋测微器等高精度测量工具对元件外形、引脚尺寸、引脚间距、安装螺丝孔径(大尺寸元件，如继电器、小功率变压器、大容量电容等不能仅靠器件引脚固定)进行精确测量，然后就可
10、以在PCBLib编辑器中绘制元件封装图。下面以制作LED发光二极管、1英寸八段LED数码显示管、一个无引线电阻元件封装图为例，介绍元件封装图的设计过程。8.2 制作元件封装图举例制作元件封装图举例19 19图8-4 LED发光二极管外形及安装尺寸20208.2.1 制作LED发光二极管封装图LED发光二极管外形、引脚大小、间距如图8-4所示，假设新增加的元件存放在Design Explorer 99 SELibraryPCBGeneric Footprint Advpcb.ddb元件封装图形库文件包内的PCB Footprints.Lib库文件中，制作LED发光二极管封装图的操作过程如下：(1
11、)在Protel 99 SE状态下，单击主工具栏内的“打开”工具按钮(或执行“File”菜单下的“Open”命令)，打开位于Design Explorer 99LibraryPCB Generic FootprintAdvpcb.ddb的元件封装图形库文件包。21 21(2)单击“Explorer”标签，在“设计文件管理器”窗口内，单击Advpcb.ddb文件包的PCB Footprints.Lib元件封装图形库图标。(3)单击“Browse PCBLib”(浏览PCB元件封装图形库)标签，在图8-2所示窗口内，单击“Component”(元件)列表窗口内的“Add”按钮(或执行“Tools”
12、菜单下的“New Component”(增加新元件)命令，激活图8-5所示的“Component Wizard”(元件创建)向导。(4)在图8-5所示窗口内，单击“Next”按钮，进入图8-6所示的对话窗，以便选择元件封装形式及尺寸单位。2222图8-5 “Component Wizard”(元件创建)向导2323图8-6 选择元件外形及尺寸单位2424PCBLib编辑器提供了10种元件封装外形供用户选择，包括电容、电阻、二极管等分立元件的封装形式，以及DIP、PAG、LCC等常见集成电路芯片的封装形式。由于目前创建的LED发光二极管封装图为圆形，在图8-6所示窗口内应选择“Capacitor
13、s”(电容)封装形式，并选择“Imperial(mil)”(英制)单位，然后单击“Next”按钮。(5)在图8-7所示的对话窗中，单击下拉按钮，选择元件在电路板上的安装方式，并单击“Next”按钮。2525图8-7 选择元件在电路板上的安装方式2626其中“Through Hole”表示元件引脚将穿通电路板，而“Surface Mount”为表面安装。在此选择“Through Hole”安装方式。(6)在图8-8所示窗口内，选择元件引脚焊盘外径及焊盘孔的尺寸，缺省时引脚焊盘外径为50 mil，焊盘孔径为28 mil。2727图8-8 选择元件引脚焊盘和焊盘孔尺寸2828修改引脚焊盘外径、焊盘孔
14、尺寸的操作很简单，即将鼠标移到相应尺寸数据上，单击鼠标左键，即可输入新数据。引脚孔径尺寸应等于或略大于引脚直径，引脚焊盘外径与焊盘孔之间的关系如表5-3所示。(7)单击图8-8中的“Next”按钮，在图8-9所示窗口内设置引脚水平间距(即引脚焊盘中心距)，修改引脚水平间距的操作方法与修改引脚焊盘尺寸相同。2929图8-9 选择元件引脚水平间距3030(8)单击图8-9中的“Next”按钮，在图8-10所示窗口内选择：电容的极性：这里借用电容外形制作LED发光二极管封装图，而二极管引脚有正负极，因此选择“Polarised”(极性)。封装形式：AXIAL(电阻封装形式)和Radial(圆形封装形
15、式)。由于该LED发光二极管外观为圆形，因此这里选择“Radial”形式。选择Radial形式时，还将弹出外观选择框，这里选择“Circle”(圆形)。31 31图8-10 选择元件外形及极性3232(9)选择了以上参数后，单击“Next”按钮，在图8-11所示窗口内选择元件外轮廓线宽度及外轮廓线与引脚焊盘之间的距离。设置外轮廓线宽度的操作方法与设置元件引脚焊盘尺寸相同。(10)单击图8-11中的“Next”按钮，在图8-12所示文本框内输入元件名，然后单击“Next”按钮。(11)确认元件外形、引脚焊盘孔径、间距、焊盘大小等尺寸无误后，即可单击图8-13中的“Finish”按钮，结束绘制过程
16、，随后可观察到图8-14所示的LED封装图。3333图8-11 选择元件外轮廓线宽度3434图8-12 输入元件名称3535 图8-13 完成元件封装图形前的确认3636 图8-14 新生成的LED发光二极管封装图3737(12)执行“Edit”菜单下的“Set Reference”(设置参考点)命令，选择Pin 1(第1脚)、Center(中心)或Location(指定位置)作元件基准点(该点是PCB编辑器元件定位的参考点，一般可选择第1引脚)。然后，单击主工具栏内的“保存”工具，将修改后的Advpcb.Lib元件库存盘即可。38388.2.2 制作1英寸八段LED数码显示器封装图八段LED
17、数码显示器采用类似DIP(双列直插式)封装形式，因此通过制作八段LED数码显示器即可掌握制作DIP类元件封装图的方法和技巧。1英尺八段LED数码显示器的外形、引脚大小、间距如图8-15所示。假设新增加的元件存放在Design Explorer 99LibraryPCBGeneric Footprint Advpcb.ddb元件封装图形库文件包内的PCBLib User.LIB库文件中，制作八段LED数码显示器封装图的操作过程如下：3939图8-15 八段LED(1英寸)数码显示器外形及安装尺寸4040(1)在Protel 99 SE状态下，单击主工具栏内的“打开”工具按钮(或执行“File”菜
18、单下的“Open”命令)，打开位于Design Explorer 99LibraryPCBGeneric FootprintAdvpcb.ddb元件封装图形库文件包。(2)单击“Explorer”标签，在“设计文件管理器”窗口内，单击Advpcb.ddb文件包。(3)单击“File”菜单下的“New”命令，在文档选择窗口内双击“PCBLib Document”文件图标，结果在Advpcb.ddb文件包下建立一个PCBLib1元件封装图形库文件，输入元件封装图形库文件名PCBLib User后，单击鼠标左键确认即可。41 41(4)在“文件管理器”窗口内，单击“PCBLib User”元件封装图
19、形库图标。(5)单击“Browse PCBLib”(浏览PCB元件封装图形库)标签，即可进入图8-3所示的PCBLib编辑状态。(6)单击“Component”(元件)列表窗口内的“Add”按钮(或执行“Tools”菜单下的“New Component”(增加新元件)命令，激活图8-5所示的“Component Wizard”(元件创建)向导，并单击“Next”按钮。(7)在图8-6所示窗口内，选择“Dual In-line Package(DIP)”(双列直插式)封装形式，并选择“Imperial(mil)”(英制)单位，然后单击“Next”按钮。4242单击图8-7中的下拉按钮，选择元件在
20、电路板上的安装方式，这里采用“Through Hole”安装方式，然后单击“Next”按钮。(8)在图8-16所示窗口内，选择元件引脚焊盘尺寸(长、宽)及引线孔尺寸，缺省时的引脚焊盘尺寸为50 mil100 mil，引脚焊盘孔径为25 mil。修改引脚焊盘尺寸、引脚孔尺寸的操作很简单，即将鼠标移到相应尺寸数据上，单击鼠标左键，即可输入新数据。引脚孔径尺寸应等于或略大于引脚直径，引脚焊盘外径与焊盘孔之间的关系如表5-3所示。4343(9)单击图8-16中的“Next”按钮，在图8-17所示窗口内设置引脚水平间距和垂直间距(即引脚焊盘中心距)，经测量得知：该LED数码显示器引脚水平间距为800 m
21、il，垂直间距为150 mil。输入引脚间距后，单击“Next”按钮。4444 图8-16 选择元件引脚焊盘和引脚焊盘孔尺寸4545 图8-17 选择元件引脚水平间距和垂直间距4646(10)在图8-18所示窗口内选择元件外轮廓线宽度。设置外轮廓线宽度的操作方法与设置元件引脚焊盘尺寸相同。一般不需要修改元件外轮廓线宽度，因此可直接单击“Next”按钮。(11)在图8-19所示窗口内输入元件引脚数目。八段LED数码显示器有10根引脚，输入元件引脚数目后，单击“Next”按钮。4747 图8-18 选择元件外轮廓线宽度4848 图8-19 确定元件引脚数目4949(12)在图8-12所示文本框内输
22、入元件名(如LED-8)，然后单击“Next”按钮。(13)当确认元件外形、引脚焊盘孔径、间距、焊盘大小等尺寸无误后，即可单击图8-13中的“Finish”按钮，结束绘制过程，随后可观察到图8-20所示的LED数码显示器封装图。(14)图8-20所示元件引脚排列方向与LED数码显示器不同，需要整体旋转90。操作过程为：单击主工具栏内的“选择”工具，将光标移到封装图左上角，单击鼠标左键，移动光标到封装图右下角，单击鼠标左键，使整个图形处于选中状态。5050执行“Edit”菜单下的“MoveRotate Selection”(旋转被选择的图形)命令，在图8-21所示窗口中输入旋转角(这里为90)，
23、并单击“OK”按钮，即可获得图8-22所示的结果。51 51 图8-20 八段LED数码显示器封装图5252 图8-21 输入旋转角5353 图8-22 旋转90后的结果5454(15)修改引脚焊盘名称。根据LED数码显示器引脚名称及排列规则，依次将鼠标移到图8-22所示的焊盘上，双击鼠标左键，进入图8-23所示的焊盘属性设置窗口，逐一修改焊盘名称。(16)单击工作层列表中的“Top Overlay”(元件面丝印层)，修改外轮廓线。由于从DIP向导获得的外轮廓线与LED数码显示器不同，因而应删除现有轮廓线，然后再利用画线工具绘制轮廓线。(17)执行“Edit”菜单下的“Set Referenc
24、eLocation”命令，将参考点放在“dp”引脚焊盘上，即可获得图8-24所示的LED数码显示器封装图。5555(18)单击主工具栏内的“存盘”按钮，将生成的LED-8元件封装图保存到到PCBLib User.Lib库文件中。至此，完成了在PCBLib User.Lib元件封装图形库文件内增加LED数码显示器元件的操作过程。5656 图8-23 焊盘属性设置5757 图8-24 LED数码显示器封装图58588.2.3 通过“复制修改”方式创建新元件封装图如果待创建的目标元件封装图与库文件中已存在的元件封装图相近或相似，可通过“选定复制粘贴修改”方式创建元件封装图。59598.2.4 创建子
25、电路封装图如果原理图中存在多个相同的电路单元，为提高排版效率，可考虑将这些相同的电路单元视为一个整体，即在原理图中用元件电气图形符号表示，如图8-25所示。6060(a)单元电路内部 (b)单元电路电气图形符号图8-25 单元电路及其电气图形符号61 61创建单元电路封装图的操作过程如下：(1)在PCB编辑器窗口内创建一PCB文件，并编辑好单元电路内部完整的PCB图，如图8-26所示。(2)执行“Edit”菜单下的“Select/All”命令，选定所有图件。(3)执行“Edit”菜单下的“Copy”命令，选定某一点作为基准点并复制。(4)切换到元件封装图形编辑状态后，创建一个新的空白元件；在新
26、元件封装图形编辑区内执行“粘贴”操作即可。6262图8-26 单元电路内部PCB图6363唯一需要注意的是：当阻焊层内印制导线上或敷铜区内存在敷锡图件时，在粘贴、定位过程中，未解除选定前，不允许移动、旋转，否则阻焊层内敷锡区(如果存在的话)会移位。(5)在元件封装图编辑区内修改焊盘形状及大小、添加注释信息与外轮廓线后，即可获得所需的单元电路封装图，如图8-27所示。6464图8-27 单元电路封装图6565由于每一设计项目所遇到的非标元件封装图差异很大，此外即使是标准封装尺寸元件，也会因生产工艺插件(贴片)与焊接方式的不同而需要对标准封装元件相关部位尺寸进行适当的调整，例如在手工焊接时，就需要
27、适当调整贴片元件焊盘的长度，因此，最好为每一设计项目创建专用的PCB元件库。8.3 创建特定创建特定PCB设计专用元设计专用元件封装库件封装库6666创建、装入专用PCB元件库操作过程大致如下：(1)在文档选择窗口内，选择“PCB Document”文件类型，在设计数据库文件包内创建一个空白的PCB文件。(2)通过“Add/Remove”命令装入相关的封装图库文件，在系统封装库文件或已有的封装库文件中找出原理图内相同或相近的元件封装图，并放入空白的PCB文件内，如图8-28所示。6767图8-28 在PCB编辑区内放置相同或相似的元件封装图6868(3)在PCB状态下，执行“Tools”菜单下
28、的“Make Library”命令，创建一个同名的元件封装库文件。Protel 99 SE会将当前PCB文件内的元件封装图转存到新建的库文件中，如图8-29所示。6969图8-29 自动生成的封装图库文件7070(4)根据需要编辑、修改封装图库内的元件封装尺寸，并加入设计项目中用到的非标元件封装图后，即可获得特定设计项目所需的元件封装图。(5)在PCB编辑状态下，通过“Add/Remove”命令卸载其他封装图库文件，装入特定PCB元件封装图文件，如图8-30所示。71 71图8-30 装入特定PCB封装库文件7272这样，以后在更新PCB文件操作过程中，Protel 99 SE将自动使用特定PCB封装图库文件中的元件封装图，既不会产生混乱，也没有破坏系统库文件的完整性。
