2.1.1元器件封裝
封裝:是指把硅片上的電路管腳用導線接引到外部接頭處,以便于連接其他器件;封裝形式是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼,其形式不僅起到安裝、固定、密封、保護芯片及增強電熱性能等作用,而且還通過芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳通過印刷電路板上的導線與其他器件相連接,從而實現(xiàn)內部芯片與外部電路的連接。
封裝PCB板上元器件通常由一組焊盤、絲印層上的邊框及芯片的說明文字組成。焊盤是封裝中最重要的組成部分,用于連接芯片的引腳,并通過印制板上的導線連接印制板上的其他焊盤,進一步連接焊盤所對應的芯片引腳,完成電路板功能。
Altium Designer提供了強大的封裝繪制功能,能夠繪制各種各樣的封裝。考慮到芯片的引腳排列是規(guī)則的,多種芯片可能有同一種封裝形式,AWum Designer提供了封裝庫管理功能,繪制好的封裝可以方便地被保存并引用。
在結構上,封裝從最早期的晶體管TO發(fā)展到雙列直插封裝,隨后由PHILIP公司開發(fā)出了SOP小外型封裝,以后逐漸派生出SOJ(J型引腳小外形封裝)、TSOP(薄小外形封裝)、VSOP(甚小外形封裝)、SSOP(縮小型SOP)、TSSOP(薄的縮小型SOP)及SOT(小外形晶體管)、SOIC(小外形集成電路)等。從材料介質來看,有金屬、陶瓷、塑料等封裝材料,很多高強度工作條件需求的電路,如軍工和宇航級別仍有大量的金屬封裝。
總體上,根據元器件采用安裝技術不同,可分為:
插入式封裝技術(Through Hole Technology,THT):
在安裝插入式封裝元器件時,元器件安置在面板的一面,將引腳穿過PCB板在另一面焊接。插入式元器件需要占用較大的空間,并且要為每一個引腳鉆一個孔,所以他們的引腳會占據兩面的空間,并且焊盤也計較大。但從另一方面來說,插入式元器件與PCB連接較好,機械性能也好。例如,排線的插座、接口板插檐等類似的界面都需要一定的耐壓能力,因此,元器件通常采用THT封裝技術;
表貼式封裝技術(Surface Mounted Technology,SMT):
表貼盤封裝的元器件,引腳焊盤與元器件在同一面。表貼元器件一般比插入式元器件體積要小,而且不必為焊盤鉆孔,并且還能在PCB板的兩面都焊上元器件。因此,與使用插入式元器件的PCB比起來,使用表貼元器件的PCB板上元器件布局要密集很多,體積也小很多。此外,表貼封裝元器件比插入式元器件便宜,所以現(xiàn)今的PCB上廣泛采用表貼元器件。
元器件可以大致分成以下幾類:
BGA(Ball Grid Array,球柵陣列封裝),因其封裝材料和尺寸的不同還細分成不同的封裝,如陶瓷球柵陣列封裝CBGA、小型球柵陣列封裝BGA等;
PGA(Pin Grid Array,插針柵格陣列封裝技術),該技術封裝的芯片內外有多個方陣形的插針,每個方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列,根據管腳數(shù)目的多少可以圍成2~5圈。安裝時,將芯片插入專門的PGA插座。該技術一般用于插拔操作比較頻繁的場合之下,如個人計算機CPU;
QFP(Quad Flat Package,方形扁平封裝),具有引腳間距小、管腳細的特點,為當前使用較多的芯片的一種封裝形式;
PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier,有引線塑料芯片載體)。表面貼裝型封裝之一,外形呈正方形,32腳封裝,引腳從封裝的4個側面引出呈“丁”字形,是塑料制品,外形尺寸比DIP封裝小得多,PLCC封裝更適合用SMT表面安裝技術在PCB上安裝布線,具有外形小、可靠性高的特點;
DIP(Dualln-linePackage,雙列直插封裝),DRAM的一件元件封裝形式,絕大部分的小規(guī)模集成電路均采用這種封裝模式;
SIP(Singles In-line Package,單列直插封裝),引腳從封裝一個側面引出排成一條線,通常他們都是通孔式的;
SOP(Small Out-line Package,小外形封裝),引腳從封裝兩側引出呈“L”狀,表貼式封裝的一種;
SOJ(Small Out-line J-Leaded Package,J形引腳小外形封裝),是SOP派生出的一種,引腳呈“J”形;
CSP(Chip Scale Package,芯片級封裝)較為新的封裝形式,常用于內存條中,CSP的封裝方式中,芯片是通過一個個錫球焊接在PCB上,由于焊點和PCB板接觸面積較大,所以內存芯片在運行中所產生的熱量可容易被傳導到PCB板上散發(fā)出去。另外CSP封裝芯片采用中心引腳形式,有效的縮短信號的傳導距離,其衰減也隨之變少,芯片的抗干擾和抗噪性也大幅提升。
2.1.2元器件封裝庫創(chuàng)建
接下來我們就可以開始進行元器件封裝庫創(chuàng)建了,首先選擇“Flies”菜單命令,并依次單擊“New”->“Library”->“PCB Library”命令。Altium Designer就會創(chuàng)建一個元器件封裝庫文件,默認名稱為PCBLib1.PCBLib。創(chuàng)建完成后,Altium Designer會進入元器件封裝編輯界面。
而我們注意到左側有一個“PCB Library”面板,各部分功能有:
Mask欄:封裝并查詢該庫文件內的所有元器件;
Component欄:列出該庫文件所有符合屏蔽欄條件的元器件封裝名稱,并注明引腳等基本信息。
我們可以選擇自行在編輯區(qū)域中繪制元器件封裝,也可以通過Altium Designer自帶向導生成。就拿HLW8012和ESP-12F模塊來說,其中HLW8012是采用SOP8的封裝形式,直接可以使用向導生成:
單擊“Tools”菜單,選擇“IPC Compliant Footprint Wizard”命令,彈出元器件封裝創(chuàng)建向導,單擊“next”;
選擇SOP/TSOP選項,單擊“next”進行下一步;
接下來將對應的數(shù)值寫入進去,即可得下圖;
單擊“Finsh”就可以得到一個SOP8的元器件封裝創(chuàng)建完成,這樣我們就擁有一個已經封裝好的HLW8012元器件了:
下一次我們就來說說ESP-12F模塊是怎樣的繪制吧!!!





