元器件封装(Footprint)的构建

数码新闻 2019-10-1860未知admin

  中的一个重要环节,小小的一个错误很可能导致整个板子都不能工作以及工期的严重延误。常规器件的封装库一般CAD工具都有自带,也可以从器件原厂的设计文档、参考设计源图中获取,很多第三方的服务平台也提供经过严格验证的通用器件的原理图符号以及封装。如果在自己项目中对一些关键器件要自建封装,就需要注意文中介绍的一些注意点。

  元器件封装是做什么的呢?我们知道物理的电子元器件通过焊盘(PAD)安装在PCB板上,并通过板上的连线(Track)同其它器件进行电信号连接。一个元器件的封装(Footprint)就是通过外形轮廓框定的代表管脚的所有PAD的集合。

  虽然构建元器件的封装看起来So Easy,但我还是从4个大的方面强调一下 - 建库一定要仔细。

  元器件封装不一定都要自建,除了自己构建之外,还有4种其它的方式来“不劳而获”地获取通用元器件的封装文件(以及前面讲到的原理图符号),这4种途径:

  你使用的CAD工具软件中自带,一般是在安装工具的时候选装,也可以在运行期间根据需要选择自己用到的器件类别进行安装;

  很多厂商(尤其是MCU厂商,比如ST)提供参考板的设计文档,可以从这些设计文档源文件中提取自己需要的器件的封装以及原理图符号;

  半导体原厂比如TI美信Microchip等等官网上的器件页面里都有相应的设计文档,在这些文档中一般都会有该器件的库文件,为了针对所有主流的CAD工具通用,一般采取BXL格式,下载以后可以通过一些第三方的工具转化成自己需要的CAD工具支持的格式;

  全球有好几个知名的服务商专门提供主流元器件的库文件,可以免费下载,只是你需要注册一下。

  焊盘 - 用于器件固定到电路板上并通过连线同其它器件进行信号连接,我们需要根据数据手册画对器件的形状、位置以及焊盘的编号,编号对应着该器件的管脚编号;

  元器件封装的外形轮廓是为了告诉设计者该器件占地的面积,在该轮廓以内不能再放置任何器件,否则就会导致冲突;

  我们需要对该器件的关键信息通过丝印进行标注,比如哪个管脚是起始的管脚?器件的极性、方向等等

  除了以上的三大要素以外,多数CAD软件都加入了3D的数据,根据这些数据设计者可以知道该器件的三维形状,在机电一体设计的时候非常重要。

  焊盘英文为Pad或Land,是用于通过焊接的方式固定器件到电路板上,并通过Pad将该管脚同其它器件的管脚进行连接的。Pad的形状和尺寸都可以单独编辑设定。在建库的时候设计者容易犯的一个错误就是由于Grid的设置太小,导致管脚之间的间距出现了偏差,在电脑上看不出,但拿到板子焊接的时候就会发现由于管脚的错位导致的焊接困难。

  外形轮廓非常重要的作用就是该器件进行“画地保护”,明确地宣布自己所占的领地而不让外敌入侵到其领地,另外的一个作用(如最右的图)可以明确地标记出该器件安装在板子上的时候什么位置应该跟板子的边缘靠齐。

  二极管(包括LED)和三极管其实是最容易犯错的,很多工程师在这么简单的器件上都栽过跟头。二极管极性的标注需要比较明确,且焊接上器件以后仍然比较容易辨别。三极管有不同的封装,即便都是穿孔的,三个管脚的孔间距也不同,一定要严格对照其数据手册以及实物进行设计。

  通孔器件的管脚形状和大小要注意,PAD的孔径形状没画对或画的太小导致无法插入器件的管脚也是工程师常常犯的错误。

  有的器件需要辅助的定位装置,比如RJ-45的两个金属管脚,SD卡、USB插座的固定柱都需要在器件封装构建的时候考虑到,并注意其孔径的大小 - 太小导致无法插入,太大会松动,达不到固定的目的。另外这些辅助定位的管脚是否接地也是需要注意的,要根据数据手册上的要求进行连接。

  很多工程师从库里加载元器件封装的时候会发现被加载的器件跑的很远,原因就是在构建封装的时候其坐标原点远远偏离了器件,一般坐标原点选在器件的中心或者左上角,每个人有自己的风格,只要一致就好。

  丝印很重要,标记器件的轮廓、方向、极性以及管脚编号等,要记住这些信息需要器件安装以后也能够看到,右侧的两个器件(二极管和4Pin插座)就不符合规范,器件焊接上以后就无法判断。

  最后一步,无论是原理图符号,还是器件的封装,都要打印出来进行对照。确保打印机的打印比例设置是1:1(通过打印其它实物进行校正),将你手头的器件放在你打印出来的封装上实际的感受一下,即便自己手头没有现成的器件,也需要对照数据手册上的尺寸进行验证,确保万无一失。

  原文标题:PCB设计教程 9 - 元器件封装(Footprint)的构建

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  是一款150 mA超低压差稳压器,可为功耗敏感的应用提供出色的电压精度和干净的输出电压。 NCP140非常适合电池供电的应用,因为它具有非常低的静态电流,在禁用模式下几乎为零电流。该器件具有或不具有输出电容器,并且可以最小化占位面积和BOM。 XDFN4软件包经过优化,适用于空间受限的应用程序。 特性 优势 无盖设计 节省PCB面积和成本 使用任何类型的电容器稳定 简单设计 工作输入电压范围:1.6 V至5.5 V 非常适合电池供电的应用 热关断和限流保护 坚固的设计和高可靠性 +/- 1%典型的Vout准确度 功率敏感设备的精确Vout 提供两个XDFN4软件包 ...

  7是一款双刀单掷(DPST)开关。音频路径默认为音频静音,通过/ OE使能。当V CC = 0V保证信号隔离时,FSA2147的通用端口具有断电特性。 特性 未选择的音频路径上的内置端子禁止音频爆音。 6pF典型关断电容 2.5Ω典型导通电阻 负摆幅能力 断电保护 流通引脚排列无需PCB过孔 应用 多媒体平板电脑 存储和外设 手机 WLAN网卡和宽带接入 PMP / MP3播放器 电路图、引脚图和封装图...

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  NB7VPQ16M 预加重铜缆/电缆驱动器 12.5 Gbps 可编程 1.8 V / 2.5 V 带可选均衡器接收器

  16M是一款高性能单通道可编程预加重CML驱动器,带有均衡器接收器,信号增强器,采用1.8 V或2.5 V电源,工作速率高达12.5 Gbps。当与数据/时钟路径串联时,NB7VPQ16M输入将补偿通过FR4 PCB背板或电缆互连传输的降级信号。因此,通过减少铜互连或长电缆损耗引起的符号间干扰ISI来提高串行数据速率。预加重缓冲器通过串行总线通过SDIN,串行数据输入和SCLKI​​N,串行时钟输入,控制输入进行控制,并包含提供16个可编程预加重设置的电路,以选择最佳输出补偿电平。这些可选输出电平将处理各种背板长度和电缆线dB的去加重。对于级联应用,移位的SDIN和SCLKI​​N信号显示在SDOUT和SCLKOUT引脚上。串行数据位的第5位LSB允许启用接收器的均衡功能。差分数据/时钟输入通过VT引脚包含一对内部50欧姆端接电阻,采用100欧姆中心抽头配置,可接受LVPECL,CML或LVDS逻辑电平。此功能在接收器端提供片上传输线端接,消除了外部元件。 特性 最大输入数据速率

  12.5 Gbps 最大输入时钟频率

  60是一款低成本,低功耗,高精度LDO稳压器。该器件在3.3 V固定输出电压下提供高达20 mA的输出电流,具有出色的稳压特性,是精密稳压器应用的理想选择。它设计为在没有输出电容的情况下稳定。当快速上升时间和PCB空间受到关注时,这是一个重要特性。保护功能包括短路电流和反向电压保护。 SCP51460采用3引脚表面贴装SOT-23封装。电路图、引脚图和封装图

  28DP1XGTBG是一个系统LSI,集成了片上32位DSP,FLASH ROM和外围设备,包括用于OIS(光学图像稳定)/开放式AF(自动聚焦)控制的模拟电路,恒流驱动器 特性 优势 片上DSP 数字伺服滤波器,陀螺滤波器,4轴OIS软件 小尺寸/超薄芯片 易于放置在小型PCB上 应用 终端产品 OIS相机模块 智能手机 平板电脑 电路图、引脚图和封装图

  30是一款700 V高侧和低侧驱动器,具有高驱动能力,适用于AC-DC电源和逆变器。 NCP51530在高工作频率下提供同类最佳的传播延迟,低静态电流和低开关电流。因此,该器件可为高频工作的电源提供高效设计。 NCP51530采用SOIC8和DFN10封装。 特性 优势 高压范围:高达700 V AC / DC设计的设计余量 传播延迟非常快(B版本为25 ns) ) 适合高频操作 匹配传播延迟(最大7 ns) 提高效率允许并联 高达50 V / ns的高dv / dt抗扰度和负瞬态抗扰度 非常稳健的设计 DFN10封装,具有优化的引脚输出 小PCB占位面积,改善的爬电距离和寄生 快速上升和下降时间(最长15 ns) 适合重载 应用 终端产品 半满和满-bridge Converters 有源钳位反激式适配器 电机控制电源 服务器,电信和工业用电源 电动助力转向 太阳能逆变器 电路图、引脚图和封装图...

  6是一款极低压降稳压器,可提供高达1 A的负载电流,并在-40至85°C范围内保持1.0%的出色输出电压精度。工作输入电压范围为1.8 V至5.5 V,使该器件适用于锂离子电池供电的产品以及后调节应用。该产品提供多种固定输出电压选项,其他产品可根据要求提供,范围为1.2 V至3.9 V.NCP186具有完全的过热保护和输出短路保护。启用功能。小型8针DFN8 2 mm x 2 mm封装使该器件特别适用于空间受限的应用。 特性 优势 1.8 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 根据要求提供多种固定输出电压选项和其他选项,范围为1.2 V至3.9 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 90μA 延长电池寿命 极低压差:100 mV典型值。在Iout = 1 A(3.0V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 在-40至85℃温度范围内的±1.0%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携...

  00是1 A低压差线性稳压器(LDO)系列,提供高电源纹波抑制(PSRR)和超低输出噪声。该系列LDO采用先进的BiCMOS工艺实现了非常好的电气性能。它是电信设备中使用的噪声敏感模拟RF前端的理想选择。 NCV59800采用3 mm x 3 mmDFN8封装。 特性 优势 2.2 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 低典型静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压差:200 mV典型值。在Iout = 1 A(Vout = 2.5 V) 扩展电池范围 极低噪音,15μVrms/ V通常 适用于噪音敏感的应用程序 可调软启动 限制浪涌电流 线%。负载和温度范围 高输出电压精度 热关断和电流限制保护 保护产品和损坏的系统 使用4.7μF陶瓷输出电容稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电信基础设施 汽车信息娱乐系统 高速I / F(PLL / VCO) 电信设备 网络设备 工业控制 电路图、引脚图和封装图...

  5C是一款单片集成低压差稳压器,输出电流能力为30 mA,采用TSOP-5封装。输出电压精确度在±4.0%以内,最大压差为250 mV,输入电压高达45 V.低静态电流通常在1 mA负载下仅消耗160μA电流。在输出欠压的情况下,电源故障输出被驱动为低电平。该器件非常适用于汽车和所有电池供电的微处理器设备。调节器具有防止电池反接,短路和热过载的条件。 特性 优势 极低压差65 mV(典型值)。 (最大250 mV),20 mA负载电流 在起动过程中以较低的输入电压运行。 电源故障输出 关于稳压器输出欠压,PCB上没有外部上拉电阻的即时信息 保护: 60 V瞬态输入电压反极性和反向偏压保护电流限制热关断 适用于恶劣的汽车环境。 3.3 V,5.0 V,±4%输出电压精度,在整个温度范围内,最高30 mA AEC-Q100 1级合格且PPAP能力 应用 终端产品 汽车通用 汽车 电路图、引脚图和封装图...

  L是一款高性能5 mA低压差(LDO)线性稳压器,提供非常宽的工作输入电压范围,最高工作电压为450 V DC,最大工作电压为700 V DC。它是高输入电压应用的理想选择,如工业和家庭自动化,智能计量,家用电器。 NCP786L提供±5%的输出电压精度,极高的电源抑制比和10μA的超低静态电流。 NCP786L非常适合恶劣的环境条件。 NCP786L提供可调电压调节器,输出电压范围为1.27 V至15 V. SOT-223封装提供可接受的热性能和较小的PCB尺寸。 特性 优势 工作输入电压:高达450 VDC 允许直接交流电源连接 PSRR:60 Hz时70 dB 有效降低输入纹波 静态电流:典型值10μA 大大降低空载功耗 SOT-223软件包 非常适合空间受限的应用程序 应用 终...

  A是一款高性能

  10mA线V DC最大工作输入电压范围。它是工业和家庭自动化等高输入电压应用的理想选择,智能电表,家电。 NCP785A提供±5%的输出电压精度,极高的电源抑制比和典型的超低静态电流。 15μA。 NCP785A非常适合恶劣的环境条件.NCP785A提供固定输出电压:3.3 V,5.0 V,12 V,15 V.SOT-89封装提供良好的散热性能和非常小的PCB尺寸。 特性 优势 工作输入电压:高达450 VDC 允许直接交流电源连接 PSRR:120 Hz时为80 dB 有效降低输入纹波 静态电流:15μA典型值 大大降低空载功耗 SOT89包 非常适合空间受限的应用 应用 终端产品 工业,家庭自动化,白色家电,照明 低功耗MCU应用电源 尺寸更小,无负载高效替代电容式滴管 断路器 烟雾传感器 家用电器 智能电表 电路图、引脚图和封装图...

  NCP4688 LDO稳压器 150 mA 低压差 高PSRR 低噪声

  8是一款CMOS 150mA LDO线性稳压器,具有高输出电压精度,具有低噪声输出电压和高纹波抑制性能。低输出噪声电平10uVrms通常保持在任何输出电压。非常常见的SOT23-5封装和小型uDFN 1x1封装适用于工业应用,便携式通信设备和RF模块。 特性 优势 非常高的80 dB PSRR 非常好的噪音消除装置 非常小的包装1x1mm 非常浓缩的PCB的想法 应用 家用电器,工业设备 有线电视盒,,娱乐系统 汽车音响设备,导航系统 笔记本电脑适配器,液晶电视,无线电话和专用局域网系统 电路图、引脚图和封装图...

  NCP59800 LDO稳压器 1 A 低压差 低Iq 低噪声 带使能

  00是1 A低压差线性稳压器(LDO)系列,提供高电源纹波抑制(PSRR)和超低输出噪声。该系列LDO采用先进的BiCMOS工艺实现了非常好的电气性能。它是电信设备中使用的噪声敏感模拟RF前端的理想选择。 NCP59800采用3 mm x 3 mmDFN8封装。 特性 优势 2.2 V至6.0 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 低典型静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压差:200 mV典型值。在Iout = 1 A(Vout = 2.5 V) 扩展电池范围 极低噪音,15μVrms/ V通常 适用于噪音敏感的应用程序 可调软启动 限制浪涌电流 线%。负载和温度范围 高输出电压精度 热关断和电流限制保护 保护产品和损坏的系统 使用4.7μF陶瓷输出电容稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电信基础设施 音频 高速I / F(PLL / VCO) 电信设备 工业控制 网络设备 电路图、引脚图和封装图...

  是一款超低压降稳压器,可提供高达0.5 A的负载电流,并在25°C时保持0.8%的出色输出电压精度。 1.6 V至5.5 V的工作输入电压范围使该器件适用于锂离子电池供电产品以及后调节应用。该产品提供多种固定输出电压选项,其他产品可根据要求提供,范围为0.7 V至3.6 V.NCP177可完全防止过热和输出短路。启用功能。小型4引脚XDFN4 1.0 mm x 1.0 mm封装使该器件特别适用于空间受限的应用。 特性 优势 1.6 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 根据要求提供多种固定输出电压选项和其他选项,范围为0.7 V至3.6 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压差:200 mV典型值。在Iout = 0.5 A(1.8V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 室温下±0.8%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携式通信设备 相机,图像传感器...

  1是一款高效率,宽输入,高输出电流,同步脉冲宽度调制(PWM)降压稳压器,采用2.7 V至18 V电源供电。该器件能够产生低至0.8 V的输出电压.NCP3101可通过内部设置的275 kHz振荡器驱动的MOSFET开关连续输出6 A电流。 40引脚器件提供最佳集成度,以减小电源的尺寸和成本。 NCP3101还集成了外部补偿跨导误差放大器和电容可编程软启动功能。保护功能包括可编程短路保护和欠压锁定(UVLO)。 NCP3101采用40引脚QFN封装。还提供10A版NCP3102。 NCP3101将被NCP3101C替换为每PCN#16498 特性 优势 集成6A开关稳压器 提高功率密度,简化系统级集成 0.8 V +/- 1%内部参考 提高系统级精度 电阻可编程电流限制 优化应用程序的系统保护 275 kHz固定频率操作 效率高(效率

  92%) 6x6 mm QFN封装 减少PCB占位面积和电路板空间需要实施 电容可编程软启动 用于软启动时间可调性的外部电容器 18 mohm内部HS和LS FET 高效运作 2.7 V至18 V电源 宽输入电压范围 应用 终端产品 高功率密度dc-dc 嵌入式...

  NCP6924 6通道电源管理IC(PMIC) 带有2个DC-DC转换器和4个LDO

  4是安森美半导体迷你电源管理IC系列的一部分。它经过优化,可提供电池供电的便携式应用子系统,如相机模块,微处理器或任何外围设备。该器件集成了两个高效1000 mA降压DC-DC转换器,带有DVS(动态电压调节)和四个低压差(LDO)稳压器,采用WLCSP-30 2.46 x 2.06mm封装。 特性 优势 非常小的封装2.46 x 2.06 mm 减少PCB空间 超低静态电流(典型值105 uA) 节省电池寿命 I 2 C可访问的先前启用设备允许在启动系统之前更改设置 提供设计灵活性 两个DC-DC转换器,效率95%,可编程输出电压0.6 V至3.3 V,12.5 mV步进,1000 mA输出电流能力 四个低噪声,低压差稳压器,可编程输出电压1.0 V至3.3 V,50 mV步进,2 x 150 mA和2 x 300mA输出电流能力,50 uVrms典型低输出噪声 应用 终端产品 电池供电的应用电源管理 核心电压低的处理器的电源 相机模块 外围子系统 USB供电设备 智能手机 平板电脑 可穿戴设备 MP3播放器 电路图、引脚图和封装图...

  7是CMOS LDO稳压器,具有500 mA输出电流。输入电压低至1.6 V,输出电压可设置为0.75 V.它提供非常稳定和精确的电压,具有低噪声和高电源抑制比(PSRR),适用于RF应用。 NCV8177适用于为汽车信息娱乐系统和其他功率敏感设备的RF模块供电。由于功耗低,NCV8177具有高效率和低散热性。小型4引脚XDFN4 1.0 mm x 1.0 mm封装使该器件特别适用于空间受限的应用。 特性 优势 1.6 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 根据要求提供多种固定输出电压选项和其他选项,范围为0.7 V至3.6 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压差:200 mV典型值。在Iout = 0.5 A(1.8V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 室温下±0.8%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 灯光 仪器设备 相机,摄像机,Se nsors 相机 摄...

  是一款超低压降稳压器,可提供高达1 A的负载电流,并在-40至85℃范围内保持1.0%的出色输出电压精度。工作输入电压范围为1.8 V至5.5 V,使该器件适用于锂离子电池供电的产品以及后调节应用。该产品提供多种固定输出电压选项,其他产品可根据要求提供,范围为1.2 V至3.9 V.NCP186具有完全的过热保护和输出短路保护。小型8引脚XDFN6 1.2 mm x 1.6 mm封装使该器件成为可能特别适用于空间受限的应用。 特性 优势 1.8 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 多种固定输出电压选项及其他可根据要求提供1.2 V至3.9 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 90μA 延长电池寿命 极低压差:100 mV典型值。在Iout = 1 A(3.0V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 在-40至85℃温度范围内的±1.0%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携式通讯设...

  NCP176 LDO稳压器 500 mA 超低压降 高PSRR 带使能

  是一款超低压差稳压器,可提供高达0.5 A的负载电流,并在25°C时保持0.8%的出色输出电压精度。工作输入电压范围为1.4 V至5.5 V,使该器件适用于锂离子电池供电产品以及后调节应用。该产品提供3.3 V固定输出电压选项,其他电压选项可根据要求提供,范围为0.7 V至3.6 V.NCP176具有完全的过热保护和输出短路保护。小型6引脚XDFN6 1.2 mm x 1.2 mm封装使该设备特别适用于空间受限的应用程序。 特性 优势 1.4 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后调节应用 几种固定输出电压可根据要求提供的选项和其他选项范围为0.7 V至3.6 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压降:130 mV典型值。在Iout = 0.5 A(2.5V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 室温下±0.8%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携式通信设备 相机,...

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