元器件封裝的構(gòu)建是PCB設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，小小的一個(gè)錯(cuò)誤很可能導(dǎo)致整個(gè)板子都不能工作以及工期的嚴(yán)重延誤。常規(guī)器件的封裝庫一般CAD工具都有自帶，也可以從器件原廠的設(shè)計(jì)文檔、參考設(shè)計(jì)源圖中獲取，很多第三方的服務(wù)平臺也提供經(jīng)過嚴(yán)格驗(yàn)證的通用器件的原理圖符號以及封裝。如果在自己項(xiàng)目中對一些關(guān)鍵器件要自建封裝，就需要注意文中介紹的一些注意點(diǎn)。

元器件封裝是做什么的呢？我們知道物理的電子元器件通過焊盤（PAD）安裝在PCB板上，并通過板上的連線（Track）同其它器件進(jìn)行電信號連接。一個(gè)元器件的封裝（Footprint）就是通過外形輪廓框定的代表管腳的所有PAD的集合。

雖然構(gòu)建元器件的封裝看起來So Easy，但我還是從4個(gè)大的方面強(qiáng)調(diào)一下 - 建庫一定要仔細(xì)。

元器件封裝不一定都要自建，除了自己構(gòu)建之外，還有4種其它的方式來“不勞而獲”地獲取通用元器件的封裝文件（以及前面講到的原理圖符號），這4種途徑：

你使用的CAD工具軟件中自帶，一般是在安裝工具的時(shí)候選裝，也可以在運(yùn)行期間根據(jù)需要選擇自己用到的器件類別進(jìn)行安裝；

很多廠商（尤其是MCU廠商，比如ST）提供參考板的設(shè)計(jì)文檔，可以從這些設(shè)計(jì)文檔源文件中提取自己需要的器件的封裝以及原理圖符號；

半導(dǎo)體原廠比如TI、美信、Microchip等等官網(wǎng)上的器件頁面里都有相應(yīng)的設(shè)計(jì)文檔，在這些文檔中一般都會有該器件的庫文件，為了針對所有主流的CAD工具通用，一般采取BXL格式，下載以后可以通過一些第三方的工具轉(zhuǎn)化成自己需要的CAD工具支持的格式；

全球有好幾個(gè)知名的服務(wù)商專門提供主流元器件的庫文件，可以免費(fèi)下載，只是你需要注冊一下。

構(gòu)成一個(gè)元器件的封裝，主要要注意三個(gè)要素：

焊盤 - 用于器件固定到電路板上并通過連線同其它器件進(jìn)行信號連接，我們需要根據(jù)數(shù)據(jù)手冊畫對器件的形狀、位置以及焊盤的編號，編號對應(yīng)著該器件的管腳編號；

元器件封裝的外形輪廓是為了告訴設(shè)計(jì)者該器件占地的面積，在該輪廓以內(nèi)不能再放置任何器件，否則就會導(dǎo)致沖突；

我們需要對該器件的關(guān)鍵信息通過絲印進(jìn)行標(biāo)注，比如哪個(gè)管腳是起始的管腳？器件的極性、方向等等

除了以上的三大要素以外，多數(shù)CAD軟件都加入了3D的數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)者可以知道該器件的三維形狀，在機(jī)電一體設(shè)計(jì)的時(shí)候非常重要。

焊盤英文為Pad或Land，是用于通過焊接的方式固定器件到電路板上，并通過Pad將該管腳同其它器件的管腳進(jìn)行連接的。Pad的形狀和尺寸都可以單獨(dú)編輯設(shè)定。在建庫的時(shí)候設(shè)計(jì)者容易犯的一個(gè)錯(cuò)誤就是由于Grid的設(shè)置太小，導(dǎo)致管腳之間的間距出現(xiàn)了偏差，在電腦上看不出，但拿到板子焊接的時(shí)候就會發(fā)現(xiàn)由于管腳的錯(cuò)位導(dǎo)致的焊接困難。

外形輪廓非常重要的作用就是該器件進(jìn)行“畫地保護(hù)”，明確地宣布自己所占的領(lǐng)地而不讓外敵入侵到其領(lǐng)地，另外的一個(gè)作用（如最右的圖）可以明確地標(biāo)記出該器件安裝在板子上的時(shí)候什么位置應(yīng)該跟板子的邊緣靠齊。

在畫焊盤的時(shí)候有時(shí)候長度需要留有一定的余量，以方便焊接和生產(chǎn)。

二極管（包括LED）和三極管其實(shí)是最容易犯錯(cuò)的，很多工程師在這么簡單的器件上都栽過跟頭。二極管極性的標(biāo)注需要比較明確，且焊接上器件以后仍然比較容易辨別。三極管有不同的封裝，即便都是穿孔的，三個(gè)管腳的孔間距也不同，一定要嚴(yán)格對照其數(shù)據(jù)手冊以及實(shí)物進(jìn)行設(shè)計(jì)。

通孔器件的管腳形狀和大小要注意，PAD的孔徑形狀沒畫對或畫的太小導(dǎo)致無法插入器件的管腳也是工程師常常犯的錯(cuò)誤。

有的器件需要輔助的定位裝置，比如RJ-45的兩個(gè)金屬管腳，SD卡、USB插座的固定柱都需要在器件封裝構(gòu)建的時(shí)候考慮到，并注意其孔徑的大小 - 太小導(dǎo)致無法插入，太大會松動，達(dá)不到固定的目的。另外這些輔助定位的管腳是否接地也是需要注意的，要根據(jù)數(shù)據(jù)手冊上的要求進(jìn)行連接。

很多工程師從庫里加載元器件封裝的時(shí)候會發(fā)現(xiàn)被加載的器件跑的很遠(yuǎn)，原因就是在構(gòu)建封裝的時(shí)候其坐標(biāo)原點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了器件，一般坐標(biāo)原點(diǎn)選在器件的中心或者左上角，每個(gè)人有自己的風(fēng)格，只要一致就好。

絲印很重要，標(biāo)記器件的輪廓、方向、極性以及管腳編號等，要記住這些信息需要器件安裝以后也能夠看到，右側(cè)的兩個(gè)器件（二極管和4Pin插座）就不符合規(guī)范，器件焊接上以后就無法判斷。

最后一步，無論是原理圖符號，還是器件的封裝，都要打印出來進(jìn)行對照。確保打印機(jī)的打印比例設(shè)置是1:1（通過打印其它實(shí)物進(jìn)行校正），將你手頭的器件放在你打印出來的封裝上實(shí)際的感受一下，即便自己手頭沒有現(xiàn)成的器件，也需要對照數(shù)據(jù)手冊上的尺寸進(jìn)行驗(yàn)證，確保萬無一失。