AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建市公開課一等獎省賽課獲獎課件

第5章元器件封裝庫創(chuàng)建任務描述：前一章介紹了原理圖元器件庫建立，本章進行封裝庫介紹，針對前一章介紹3個元器件，在這里為這3個元器件建立封裝，并為這3個封裝建立3D模型。包含以下內(nèi)容：建立一個新PCB庫使用PCBComponentWizard為一個原理圖元件建立PCB封裝手動建立封裝一些特殊封裝要求，如添加外形不規(guī)則焊盤創(chuàng)建元器件三維模型創(chuàng)建集成庫AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第1頁教學目及要求：掌握PCB庫概念熟練掌握使用PCBComponentWizard創(chuàng)建封裝方法熟悉掌握手工創(chuàng)建元件封裝方法了解添加元器件三維模型信息方法熟練掌握手工放置元件三維模型

教學重點：手工創(chuàng)建元件封裝教學難點：手工放置元件三維模型AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第2頁復習并導入新課：4.1原理圖庫、模型和集成庫4.3創(chuàng)建新庫文件包和原理圖庫4.4創(chuàng)建新原理圖元件4.5設置原理圖元件屬性4.6為原理圖元件添加模型4.6.1模型文件搜索路徑設置4.6.2為原理圖元件添加封裝模型4.6.3用模型管理器為元件添加封裝模型4.7從其它庫復制元件4.7.1在原理圖中查找元件4.7.2從其它庫中復制元件4.7.3修改元件4.8創(chuàng)建多部件原理圖元件4.8.l建立元件輪廓4.8.2添加信號引腳4.8.3建立元件其余部件4.8.4添加電源引腳4.8.5設置元件屬性4.9檢驗元件并生成報表4.9.1元件規(guī)則檢驗器4.9.2元件報表4.9.3庫報表AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第3頁5.1建立PCB元器件封裝AltiumDesigner為PCB設計提供了比較齊全各類直插元器件和SMD元器件封裝庫，這些封裝庫位于AltiumDesigner安裝盤符下\ProgramFiles\AltiumDesignerWinter09\Library\Pcb文件夾中。封裝能夠從PCBEditor復制到PCB庫，從一個PCB庫復制到另一個PCB庫，也能夠是經(jīng)過PCBLibraryEditorPCBComponentWizard或繪圖工具畫出來。在一個PCB設計中，假如全部封裝已經(jīng)放置好，設計者能夠在PCBEditor中執(zhí)行Design→MakePCBLibrary命令生成一個只包含全部當前封裝PCB庫。本章介紹示例采取手動方式創(chuàng)建PCB封裝，只是為了介紹PCB封裝建立普經(jīng)過程，這種方式所建立封裝其尺寸大小可能并不準確，實際應用時需要設計者依據(jù)器件制造商提供元器件數(shù)據(jù)手冊進行檢驗。AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第4頁5.1.l建立一個新PCB庫1．建立新PCB庫包含以下步驟。（1）執(zhí)行File→New→Library→PCBLibrary命令，建立一個名為PcbLibl.PcbLibPCB庫文檔，同時顯示名為PCBComponent＿l空白元件頁，并顯示PCBLibrary庫面板（假如PCBLibrary庫面板未出現(xiàn)，單擊設計窗口右下方PCB按鈕，彈出上拉菜單項選擇擇PCBLibrary即可）。（2）重新命名該PCB庫文檔為PCBFootPrints.PcbLib（能夠執(zhí)行File→SaveAs命令），新PCB封裝庫是庫文件包一部分，如圖5-1所表示。圖5-1添加了封裝庫后庫文件包AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第5頁（3）單擊PCBLibrary標簽進入PCBLibrary面板。（4）單擊一次PCBLibraryEditor工作區(qū)灰色區(qū)域并按PageUP鍵進行放大直到能夠看清網(wǎng)格，如圖5-2所表示?，F(xiàn)在就能夠使用PCBLibraryEditor提供命令在新建PCB庫中添加、刪除或編輯封裝了。PCBLibraryEditor用于創(chuàng)建和修改PCB元器件封裝，管理PCB器件庫。PCBLibraryEditor還提供ComponentWizard，它將引導你創(chuàng)建標準類PCB封裝。

圖5-2PCBLibraryEditor工作區(qū)AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第6頁2．PCBLibrary編輯器面板PCBLibraryEditorPCBLibrary面板（如圖5-3所表示）提供操作PCB元器件各種功效，包含：PCBLibrary面板Components區(qū)域列出了當前選中庫全部元器件。（1）在Components區(qū)域中單擊右鍵將顯示菜單項選擇項，設計者能夠新建器件、編輯器件屬性、復制或粘貼選定器件，或更新開放PCB器件封裝。請注意右鍵菜單copy/paste命令可用于選中多個封裝，并支持：在庫內(nèi)部執(zhí)行復制和粘貼操作；從PCB板復制粘貼到庫；在PCB庫之間執(zhí)行復制粘貼操作。圖5-3PCBLibrary面板啟用Mask選擇框選中部分在設計窗口顯示AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第7頁（2）ComponentsPrimitives區(qū)域列出了屬于當前選中元器件圖元。單擊列表中圖元，在設計窗口中加亮顯示。選中圖元加亮顯示方式取決于PCBLibrary面板頂部選項：啟用Mask后，只有點中圖元正常顯示，其它圖元將灰色顯示。單擊工作空間右下角按鈕或PCBLibrary面板頂部按鈕將刪除過濾器并恢復顯示。啟用Select后，設計者單擊圖元將被選中，然后便能夠?qū)λ麄冞M行編輯。在ComponentPrimitives區(qū)右鍵單擊可控制其中列出圖元類型。（3）在ComponentPrimitives區(qū)域下是元器件封裝模型顯示區(qū)，該區(qū)有一個選擇框，選擇框選擇那一部分，設計窗口就顯示那部分，能夠調(diào)整選擇框大小。AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第8頁5.1.2使用PCBComponentWizard創(chuàng)建封裝

對于標準PCB元器件封裝，AltiumDesigner為用戶提供了PCB元器件封裝向?qū)В瑤椭脩敉瓿蒔CB元器件封裝制作。PCBComponentWizard使設計者在輸入一系列設置后就能夠建立一個器件封裝，接下來將演示怎樣利用向?qū)閱纹瑱CAT89C2051建立DIP20封裝。使用ComponentWizard建立DIP20封裝步驟以下所表示。（1）執(zhí)行Tools→ComponentWizard命令，或者直接在“PCBLibrary”工作面板“Component”列表中單擊右鍵，在彈出菜單中選擇“ComponentWizard…”命令，彈出ComponentWizard對話框，單擊Next按鈕，進入向?qū)?。?）對所用到選項進行設置，建立DIP20封裝需要以下設置：在模型樣式欄內(nèi)選擇DualIn-linePackage（DIP）選項（封裝模型是雙列直插），單位選擇Imperial(mil)選項（英制）如圖5-4所表示，按Next按鈕。AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第9頁圖5-4封裝模型與單位選擇圖5-5焊盤大小選擇圖5-6選擇焊盤間距AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第10頁（3）進入焊盤大小選擇對話框如圖5-5所表示，圓形焊盤選擇外徑60mil、內(nèi)徑30mil（直接輸入數(shù)值修改尺度大?。?，按Next按鈕，進入焊盤間距選擇對話框如圖5-6所表示，為水平方向設為300mil、垂直方向100mil，按Next按鈕，進入元器件輪廓線寬選擇對話框，選默認設置（10mil），按Next按鈕，進入焊盤數(shù)選擇對話框，設置焊盤（引腳）數(shù)目為20，按Next按鈕，進入元器件名選擇對話框，默認元器件名為DIP20，假如不修改它，按Next按鈕。（4）進入最終一個對話框，單擊Finish按鈕結束向?qū)?，在PCBLibrary面板Components列表中會顯示新建DIP20封裝名，同時設計窗口會顯示新建封裝，如有需要能夠?qū)Ψ庋b進行修改，如圖5-7所表示。（5）執(zhí)行File→Save命令（快捷鍵為Ctrl＋S）保留庫文件。圖5-7使用PCBComponentWizard建立DIP20封裝AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第11頁5.1.3使用IPCFootprintWizard創(chuàng)建封裝PCFootprintWizard用于創(chuàng)建IPC器件封裝。IPCFootprintWizard不參考封裝尺寸，而是依據(jù)IPC公布算法直接使用器件本身尺寸信息。IPCFootprintWizard使用元器件真實尺寸作為輸入?yún)?shù)，該向?qū)Щ贗PC－7351規(guī)則使用標準AltiumDesigner對象（如焊盤、線路）來生成封裝。能夠從PCBLibraryEditor菜單欄Tools菜單中開啟IPCFootprintWizard向?qū)?，出現(xiàn)IPCFootprintWizard對話框，按Next按鈕，進入下一個IPCFootprintWizard對話框如圖5-8所表示。輸入實際元器件參數(shù)，依據(jù)提醒，按Next按鈕，即可建立元器件封裝。圖5-8IPCFootprintWizard利用元器件尺寸參數(shù)建立封裝AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第12頁該向?qū)еС諦GA、BQFP、CFP、CHIP、CQFP、DPAK、LCC、MELF、MOLDED、PLCC、PQFP、QFN、QFN-2ROW、SOIC、SOJ、SOP、SOT143/343、SOT223、SOT23、SOT89和WIREWOUND封裝。IPCFootprintWizard功效還包含：整體封裝尺寸、管腳信息、空間、阻焊層和公差在輸入后都能馬上看到。還可輸入機械尺寸如Courtyard、Assembly和ComponentBody信息。向?qū)軌蛑匦逻M入，方便進行瀏覽和調(diào)整。每個階段都有封裝預覽。在任何階段都能夠按下Finish按鈕，生成當前預覽封裝。AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第13頁5.1.4手工創(chuàng)建封裝對于形狀特殊元器件，用PCBComponentWizard不能完成該器件封裝建立，這個時候就要手工方法創(chuàng)建該器件封裝。創(chuàng)建一個元器件封裝，需要為該封裝添加用于連接元器件引腳焊盤和定義元器件輪廓線段和圓弧。設計者可將所設計對象放置在任何一層，但普通做法是將元器件外部輪廓放置在TopOverlay層（即絲印層），焊盤放置在Multilayer層（對于直插元器件）或頂層信號層（對于貼片元器件）。當設計者放置一個封裝時，該封裝包含各對象會被放到其本身所定義層中。即使數(shù)碼管封裝能夠用PCBComponentWizard來完成，為了掌握手動創(chuàng)建封裝方法，用他來作為示例。AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第14頁一、下面手動創(chuàng)建數(shù)碼管DpyBlue-CA封裝步驟以下1.先檢驗當前使用單位和網(wǎng)格顯示是否適當，執(zhí)行Tools→LibraryOptions命令（快捷鍵為T，O）打開BoardOptions對話框，設置Units為Imperial(英制)，X，Y方向SnapGrid為10mil，需要設置Grid以匹配封裝焊盤之間間距，設置VisibleGrid1為10mil，VisibleGrid2為100mil，如圖5-9所表示。圖5-9在BoardOptions對話框中設置單位和網(wǎng)格AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第15頁

2.執(zhí)行Tools→NewBlankComponent命令（快捷鍵為T，W），建立了一個默認名為‘PCBCOMPONENT_l’新空白元件，如圖5-2所表示。在PCBLibrary面板雙擊該空封裝名（PCBCOMPONENT_l），彈出PCBLibraryComponent[mil]對話框，為該元件重新命名，在PCBLibraryComponent對話框中Name處，輸入新名稱LED-10。推薦在工作區(qū)（0，0）參考點位置（有原點定義）附近創(chuàng)建封裝，在設計任何階段，使用快捷鍵J，R就可使光標跳到原點位置。AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第16頁3.為新封裝添加焊盤PadProperties對話框為設計者在所定義層中檢驗焊盤形狀提供了預覽功效，設計者能夠?qū)⒑副P設置為標準圓形、橢圓形、方形等，還能夠決定焊盤是否需要鍍金，同時其它一些基于散熱、間隙計算，Gerber輸出，NCDrill等設置能夠由系統(tǒng)自動添加。不論是否采取了某種孔型，NCDrillOutput（NCDrillExcellonformat2）將為3種不一樣孔型輸出6種不一樣NC鉆孔文件。放置焊盤是創(chuàng)建元器件封裝中最主要一步，焊盤放置是否正確，關系到元器件是否能夠被正確焊接到PCB板，所以焊盤位置需要嚴格對應于器件引腳位置。放置焊盤步驟以下所表示：（1）執(zhí)行Place→Pad命令（快捷鍵為P,P）或單擊工具欄按鈕，光標處將出現(xiàn)焊盤，放置焊盤之前，先按Tab鍵，彈出Pad[mil]對話框，如圖5-10所表示。圖5-10放置焊盤之前設置焊盤參數(shù)AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第17頁(2)在圖5-10所表示對話框中編輯焊盤各項屬性。在HoleInformation選擇框，設置HoleSize(焊盤孔徑)：30mil，孔形狀：Round(圓形)；在Properties選擇框，在Designator處，輸入焊盤序號1，在Layer處，選擇Multi-Layer(多層)；在SizeandShape(大小和形狀)選擇框，X-Size：60mil，Y-Size：60mil，Shape：Rectangular(方形)，其它選缺省值，按OK按鈕，建立第一個方形焊盤。（3）利用狀態(tài)欄顯示坐標，將第一個焊盤拖到（X：0，Y：0）位置，單擊或者按Enter確認放置。（4）放置完第一個焊盤后，光標處自動出現(xiàn)第二個焊盤，按Tab鍵，彈出Pad[mil]對話框，將焊盤Shape(形狀)改為：Round（圓形），其它用上一步缺省值，將第二個焊盤放到（X：100，Y：0）位置。注意：焊盤標識會自動增加。（5）在（X：200，Y：0）處放置第三個焊盤（該焊盤用上一步缺省值），X方向每隔100mil，Y方向不變，依次放好第4、5焊盤。（6）然后在（X：400，Y：600）處放置第6個焊盤（Y距離由實際數(shù)碼管尺寸而定），X方向每次降低100mil，Y方向不變，依次放好7-10焊盤。（7）右擊或者按Esc鍵退出放置模式，所放置焊盤如圖5-11所表示。圖5-11放置好焊盤數(shù)碼管AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第18頁4.為新封裝繪制輪廓PCB絲印層元器件外形輪廓在TopOverlay（頂層）中定義，假如元器件放置在電路板底面，則該絲印層自動轉為BottomOverlay（底層）。（1）在繪制元器件輪廓之前，先確定它們所屬層，單擊編輯窗口底部TopOverlay標簽。（2）執(zhí)行Place→Line命令（快捷鍵為P,L）或單擊按鈕，放置線段前可按Tab鍵編輯線段屬性，這里選默認值。光標移到（-60，-60）mil處按鼠標左鍵，繪出線段起始點，移動光標到（460，-60）處按鼠標左鍵繪出第一段線，移動光標到（460，660）處按鼠標左鍵繪出第二段線，移動光標到（-60，660）處按鼠標左鍵繪出第三段線，然后移動光標到起始點（-60，-60）處按鼠標左鍵繪出第四段線，數(shù)碼管外框繪制完成，如圖5-12所表示。(3）接下來繪制數(shù)碼管‘8’字，執(zhí)行Place→Line命令（快捷鍵為P,L），光標左擊以下坐標（100，100），（300，100），（300，500），（100，500），（100，100）繪制‘0’字，按鼠標右鍵，鼠標再左擊（100，300），（300，300）這2個坐標，繪制出‘8’字，右擊或按ESC鍵退出線段放置模式。建好數(shù)碼管封裝符號如圖5-12所表示。AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第19頁注意：①畫線時，按Shift＋Space快捷鍵能夠切換線段轉角（轉彎處）形狀。②畫線時假如犯錯，能夠按Backspace刪除最終一次所畫線段。③按Q鍵能夠?qū)⒆鴺孙@示單位從mil改為mm。④在手工創(chuàng)建元器件封裝時，一定要與元器件實物相吻合。不然PCB板做好后，元件安裝不上。圖5-12建好數(shù)碼管封裝AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第20頁5.2添加元器件三維模型信息鑒于現(xiàn)在所使用元器件密度和復雜度，現(xiàn)在PCB設計入員必須考慮元器件水平間隙之外其它設計需求，必須考慮元器件高度限制、多個元器件空間疊放情況。另外將最終PCB轉換為一個機械CAD工具，方便用虛擬產(chǎn)品裝配技術全方面驗證元器件封裝是否合格，這已逐步成為一個趨勢。AltiumDesigner擁有許多功效，其中三維模型可視化功效就是為這些不一樣需求而研發(fā)。AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第21頁5.2.1為PCB封裝添加高度屬性設計者能夠用一個最簡單方式為封裝添加高度屬性，雙擊PCBLibrary面板Component列表中封裝(如圖5-19所表示)，比如雙擊DIP20，打開PCBLibraryComponents對話框(如圖5-20所表示)，在Height文本框中輸入適當高度數(shù)值。圖5-19雙擊PCBLibrary面板DIP20圖5-20為DIP20封裝輸入高度值可在電路板設計時定義設計規(guī)則，在PCBEditor中執(zhí)行Design→Rules命令，彈出“PCBRulesandConstraintsEditor”對話框，在Placement選項卡“ComponentClearance”處對某一類元器件高度或空間參數(shù)進行設置。AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第22頁5.2.2

為PCB封裝添加三維模型為封裝添加三維模型對象可使元器件在PCBLibraryEditor三維視圖模式下顯得更為真實（對應PCBLibraryEditor中快捷鍵：2——二維，3——三維），設計者只能在有效機械層中為封裝添加三維模型。在3D應用中，一個簡單條形三維模型是由一個包含表面顏色和高度屬性2D多邊形對象擴展而來。三維模型能夠是球體或圓柱體。多個三維模型組合起來能夠定義元器件任意方向物理尺寸和形狀，這些尺寸和形狀應用于限定ComponentClearance設計規(guī)則。使用高精度三維模型能夠提升元器件間隙檢驗精度，有利于提升最終PCB產(chǎn)品視覺效果，有利于產(chǎn)品裝配。AltiumDesigner還支持直接導入3DSTEP模型（*.step或*.stp文件）到PCB封裝中生成3D模型，該功效十分有利于在AltiumDesignerPCB文檔中嵌入或引用STEP模型，但在PCBLibraryEditor中不能引用STEP模型。AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第23頁注意：三維模型在元器件被翻轉后必須翻轉到板子另一面。假如設計者想將三維模型數(shù)據(jù)（存放在一個機械層中）也翻轉到另一個機械層中，需要在PCB文檔中定義一個層對。層對就是將兩個機械層定義為一對，當設計者將元器件從電路板一面翻轉到另一面時，層對中位于其中一個機械層全部與該元器件相關對象會自動翻轉到與之配正確另一個機械層中。注意：不能在PCBLibraryEditor中定義層對，只能在PCBEditor中定義，按鼠標右鍵彈出菜單，選Options又彈出下一級菜單，選“MechanicalLayers…”，彈出ViewConfigurations對話框，在對話框左下角，單擊LayerPairs…按鈕，彈出MechanicalLayerPairs對話框如圖5-21所表示，即可內(nèi)定義層對。圖5-21在PCBEditor中定義層對AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第24頁5.2.3手工放置三維模型在PCBLibraryEditor執(zhí)行中Place→3DBody命令能夠手工放置三維模型，也能夠在3DBodyManager對話框（執(zhí)行Tools→Manage3DBodiesforLibrary/CurrentComponent命令）中設置成自動為封裝添加三維模型。注意：既能夠用2D模型方式放置三維模型，也能夠用3D模型方式放置三維模型。AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第25頁1.下面將演示怎樣為前面所創(chuàng)建DIP20封裝添加三維模型，在PCBLibraryEditor中手工添加三維模型步驟以下：（1）在PCBLibrary面板雙擊DIP20打開PCBLibraryComponent對話框（圖5-20），該對話框詳細列出了元器件名稱、高度、描述信息。這里元器件高度設置最主要，因為需要三維模型能夠表達元器件真實高度。注意：假如器件制造商能夠提供元器件尺寸信息，則盡可能使用器件制造商提供信息。（2）執(zhí)行Place→3DBody命令，顯示3DBody對話框（如圖5-22所表示），在3DModelType選項區(qū)域選中Extruded單項選擇按鈕。（3）設置Properties選項區(qū)域各選項，為三維模型對象定義一個名稱（Identifer）以標識該三維模型，設置BodySide下拉列表為TopSide，該選項將決定三維模型垂直投影到電路板哪一個面。圖5-22在3DBody對話框中定義三維模型參數(shù)AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第26頁注意：設計者可認為那些穿透電路板部分如引腳設置負支架高度值，DesignRulesChecker不會檢驗支架高度。（4）設置OverallHeight為180mil(三維模型頂面到電路板距離)，StandoffHeight(三維模型底面到電路板距離)為0mil，3DColor為適當顏色。（5）單擊OK按鈕關閉3DBody對話框，進入放置模式，在2D模式下，光標變?yōu)槭譁示€，在3D模式下，光標為藍色錐形。（6）移動光標到適當位置，單擊選定三維模型起始點，接下來連續(xù)單擊選定若干個頂點，組成一個代表三維模型形狀多邊形。（7）選定好最終一個點，右擊或按ESC鍵退出放置模式，系統(tǒng)會自動連接起始點和最終一個點，形成閉環(huán)多邊形如圖5-23所表示。定義形狀時，按Shift+Space快捷鍵能夠輪番切換線路轉角模式，可用模式有：任意角、450、450圓弧、900和900圓弧。按Shift+句號按鍵和Shift+逗號按鍵能夠增大或降低圓弧半徑，按Space能夠選定轉角方向。當設計者選定一個擴展三維模型時，在該三維模型每一個頂點會顯示成可編輯點，當光標變?yōu)闀r，可單擊并拖動光標到頂點位置。當光標在某個邊緣中點位置時，可經(jīng)過單擊并拖動方式為該邊緣添加一個頂點，并按需要進行位置調(diào)整。將光標移動到目標邊緣，光標變?yōu)闀r，能夠單擊拖動該邊緣。將光標移動到目標三維模，光標變?yōu)闀r，能夠單擊拖動該三維模型。拖動三維模型時，能夠旋轉或翻動三維模型，編輯三維模型形狀。圖5-23帶三維模型DIP20封裝AltiumDesigner第講元器件封裝庫的創(chuàng)建第27頁2.下面為DIP20管腳創(chuàng)建三維模型。仿照上面步驟（2）——（3）（4）設置OverallHeight為100mil，StandoffHeight(三維模型底面到電路板距離)為-35mil，3DColor為很淡黃色。（5）單擊OK按鈕關閉3