電子線路CAD設(shè)計第六篇使用Altium Designer 6設(shè)計元件圖形及其封裝 項目2 制作PCB元件

第六篇

使用AltiumDesigner6設(shè)計元件圖形及其封裝Project6DesignelementgraphicandencapsulationbyAltiumDesigner6

It'sgreattobegreat,butit'sgreatertobehuman.---W.Rogers

成為偉人固然偉大,但成為真正的人更加偉大.

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1創(chuàng)立原理圖元件第六篇使用AltiumDesigner6設(shè)計元件圖形及其封裝

2制作PCB元件會建立原理圖元件庫并繪制新的原理圖元件；會調(diào)用自制的原理圖元件；會建立PCB元件庫并制作新的元件封裝；會調(diào)用自制的元器件封裝。

最終目標(biāo)：會使用AltiumDesigner6軟件創(chuàng)立原理圖元件以及元件封裝。促成目標(biāo)：本篇學(xué)習(xí)目標(biāo)第六篇使用AltiumDesigner6設(shè)計印刷電路板1〕會創(chuàng)立PCB元件庫文件；2〕會利用創(chuàng)立向?qū)б约笆謩觿?chuàng)立兩種形式進行元件封裝設(shè)計；3〕會制作常用的直插型及外表貼裝型元件封裝；4〕會調(diào)用自制的PCB元器件封裝。最終目標(biāo)：會用AltiumDesigner6軟件創(chuàng)立PCB元件。促成目標(biāo)：2.1學(xué)習(xí)目標(biāo)1〕利用新建PCB封裝編輯器的方法制作三端調(diào)壓元件的PCB封裝〔包括直插型與外表貼裝型兩種〕；2〕利用PCB元件封裝制作向?qū)гO(shè)計制作雙列直插元件的封裝。2.2工作任務(wù)工程2制作PCB元件執(zhí)行“文件〞→“新建〞→“庫〞→“PCB元件庫〞菜單命令，那么系統(tǒng)翻開一個空白的PCB庫文件，文件默認名為“pcbLib1.PcbLib〞，同時進入PCB元件庫編輯器環(huán)境中，如圖6-2-1所示。工程2制作PCB元件圖6-2-12.3知識準(zhǔn)備2.3.1創(chuàng)立一個PCB元件庫文件在左側(cè)“Project〞欄中，找到新建的PCB庫編輯器圖標(biāo)右鍵單擊將其另存為“mypcbLib1.PcbLib〞，在PCB編輯界面上同時出現(xiàn)，表示坐標(biāo)原點，可以幫助用戶快速確定坐標(biāo)位置，如圖6-2-2圖6-2-2

PCB元件庫編輯器重命名工程2制作PCB元件2.3知識準(zhǔn)備

2.3.2給新建的PCB元件庫編輯器命名

在圖6-2-1中，可以看到整個PCB元件庫編輯器大體上可以分成以下幾個局部：主菜單、元件庫編輯瀏覽器、主工具欄、PCB元件庫放置工具欄、狀態(tài)欄與命令行，下面分別對各局部進行介紹。圖6-2-1PCB元件庫編輯器環(huán)境工程2制作PCB元件2.3知識準(zhǔn)備

2.3.3PCB元件庫編輯器設(shè)計界面1.主菜單用于執(zhí)行各種操作，但凡在PCB元件庫編輯器中進行的操作，都可在主菜單中找到相應(yīng)的菜單命令，如圖6-2-3所示，它分為以下幾欄：文件：主要用于存盤、讀盤等有關(guān)文件存取的操作編輯：主要用于完成各項編輯操作，如拷貝、粘貼、移動等。觀察：主要用于調(diào)整工作區(qū)的畫面，如放大、縮小及各種工具欄的翻開與關(guān)閉等。工程：主要用于文件編譯、顯示差異、存檔等。放置：主要用于新建PCB封裝元件、元件封裝向?qū)У氖褂?、屬性設(shè)置、移除元件等操作。工具：主要提供繪制元器件封裝的各種工具。報告：主要用于產(chǎn)生各種報表。窗口：主要用于對操作界面各種窗口排列的選擇。幫助：主要是為用戶提供各種幫助信息。圖6-2-3PCB元件庫編輯器的主菜單工程2制作PCB元件2.3知識準(zhǔn)備

2.3.3PCB元件庫編輯器設(shè)計界面2.元件庫編輯瀏覽器(PCBLibrary)在程序窗口的左側(cè)有一個長方形的窗口，是元件庫編輯瀏覽器，如圖6-2-4所示。用戶可以通過它對元件庫的編輯進行方便有效的管理，其可進行新建元器件封裝、重命名新建封裝等各項操作。圖6-2-4元件庫編輯瀏覽器工程2制作PCB元件2.3知識準(zhǔn)備

2.3.3PCB元件庫編輯器設(shè)計界面3.主工具欄一般在主菜單的下方，為用戶提供了快捷的圖標(biāo)操作方式，使用戶能夠迅速地執(zhí)行一些常用操作。如圖6-2-5所示。①與File命令有關(guān)的為：A.：翻開〔Open〕一個文件；B.：保存〔Save〕當(dāng)前文件；C.：打印〔Print〕當(dāng)前文件；D.：翻開器件閱覽頁。②與Edit命令有關(guān)的為：A.：剪切〔Cut〕所選取的元器件；B.拷貝〔copy〕所選取的元器件；C.：粘貼〔Paste〕所選取的元器件；D.：橡皮圖章，可快速復(fù)制、粘貼元件；E.：框選〔Select〕元器件；F.：撤銷〔DeSelect〕已選元器件選中狀態(tài)；G.：移動〔Move〕所選取的元器件；H.:柵格點的設(shè)置。③與View命令有關(guān)的為：：放大〔ZoomIn〕工作區(qū)畫面；：縮小〔ZoomOut〕工作區(qū)畫面；：顯示整個元件〔FitDocument〕；：選擇預(yù)放大的區(qū)域〔Area〕。工程2制作PCB元件2.3知識準(zhǔn)備

2.3.3PCB元件庫編輯器設(shè)計界面4.PCB元件庫放置工具欄提供繪制PCB元件所必須的各種命令，如在繪制焊點、線段等，它根本上與主菜單中的放置命令相對應(yīng)。如圖6-2-6所示。圖6-2-6庫放置工具欄5.狀態(tài)欄與命令行在屏幕的左面最下方，用于提供各種狀態(tài)信息，如圖6-2-7所示。圖6-2-7狀態(tài)欄與命令行工程2制作PCB元件2.3知識準(zhǔn)備

2.3.3PCB元件庫編輯器設(shè)計界面對于那些在PCB中找不見的元件封裝，需要用戶對元件精確的測量后自己動手制作出封裝。制作元件的封裝一般來講，有兩種方法。下面將以具體創(chuàng)立過程為例介紹兩種方法的使用?！惨弧承陆ㄒ粋€PCB元件封裝〔二〕使用PCB元器件向?qū)е谱髟骷庋b工程2制作PCB元件2.4任務(wù)實施1.設(shè)置制作三端元件的PCB封裝〔1〕名稱：X78L09系列三端0.1A正電源電壓調(diào)節(jié)器〔一〕新建一個PCB元件封裝X78L09系列三端正電源電壓調(diào)節(jié)器是單片雙極型線性集成電路，它的元器件封裝主要有兩種形式，一種是直插型TO-92，另一種是外表貼裝型SOT-89-3，如圖6-2-8所示，下面就分別在PCB編輯器中對這兩種形式的封裝進行制作。圖6-2-8X78L09系列元件封裝形式工程2制作PCB元件

2.4.1新建一個PCB元件封裝2.4任務(wù)實施圖6-2-9

物理尺寸-直插型圖6-2-10物理尺寸-外表貼裝型工程2制作PCB元件

2.4.1新建一個PCB元件封裝2.4任務(wù)實施〔2〕物理尺寸：如圖6-2-9與圖6-2-10所示。2.制作步驟首先對三端電源調(diào)節(jié)器的直插型封裝〔TO-92〕進行封裝制作。〔1〕元件封裝重命名：在新建的PCB元件庫編輯器中查看PCB編輯瀏覽器Components項，有一個名為PCBCOMPONENT_1的PCB元件。這就是將要制作的元件。在PCB編輯瀏覽器中右鍵單擊，選擇“ComponentProperties〞按鈕，彈出如圖7.123所示的對話框中的文本欄內(nèi)鍵入本元件的名稱TO-92，然后單擊“OK〞按鈕確認。此時原來的PCBCOMPONENT_1被TO-92所代替。圖6-2-11

元件的更名對話框工程2制作PCB元件

2.4.1新建一個PCB元件封裝2.4任務(wù)實施〔2〕切換工作層面：單擊工作區(qū)下面的TopOverlay標(biāo)簽，如圖6-2-12所示，元件封裝外框必須在TopOverlay層面進行。圖6-2-12

切換工作層面〔3〕單位制轉(zhuǎn)換：執(zhí)行“觀察〞→“切換單位〞菜單命令，可將柵格點的坐標(biāo)在mm和mil中相互切換，或者直接按“Q〞鍵也開始實現(xiàn)單位的快速轉(zhuǎn)換。由于本例元件封裝資料為mm單位制，故將單位切換至mm。工程2制作PCB元件

2.4.1新建一個PCB元件封裝2.4任務(wù)實施〔4〕繪制元件外框：在PCB編輯器中，找到坐標(biāo)原點，然后按照元器件資料說明開始繪制元件外框。單擊PCB元件庫放置工具欄中的按鈕，光標(biāo)將變?yōu)槭中螤?，即可?zhí)行畫線命令，默認的布線寬度為0.254mm，本設(shè)計線寬均采用默認值。邊移動光標(biāo)邊注意屏幕左下角狀態(tài)欄顯示的坐標(biāo)值，在坐標(biāo)(0，0)位置處單擊確定起始點，然后右移鼠標(biāo)，同樣要注意坐標(biāo)值，在坐標(biāo)(3.5，0)位置處單擊鼠標(biāo)確定元件外框上半局部位置。畫好的外框，可用測量尺工具進行測量確定，測量尺可通過執(zhí)行“報告〞→“測量距離〞命令翻開，如圖6-2-13所示，可看到繪制的線段的距離長度信息。后面繪制焊盤時，也要進行距離測定。圖6-2-13測量信息工程2制作PCB元件

2.4.1新建一個PCB元件封裝2.4任務(wù)實施(5〕放置焊盤：單擊PCB元件庫放置工具欄的按鈕，光標(biāo)變?yōu)槭中螤?。按鍵盤上的“Tab〞鍵那么彈出的如圖6-2-14所示對話框，根據(jù)設(shè)計將焊盤X-Size、Y-Size都設(shè)為“0.66mm〞，將焊孔的直徑(HoleSize)設(shè)為“0.44mm〞。將焊盤的標(biāo)號(Designator)設(shè)為“1〞。設(shè)置完畢，單擊“OK〞按鈕確定?？梢钥吹焦鈽?biāo)帶著設(shè)置好的焊盤隨著鼠標(biāo)移動。根據(jù)元器件資料元件物理尺寸可以算出焊盤距離兩側(cè)邊界的距離約為0.7mm，距離上邊界約為1.3mm，移動光標(biāo)使焊盤放置在對應(yīng)坐標(biāo)值，單擊確定，第一個焊盤就放置好了。用同樣的方法算出其余兩個個焊盤的準(zhǔn)確位置，然后放置相應(yīng)焊盤，那么該元件就制作好了，結(jié)果如圖6-2-15所示。圖6-2-14焊盤屬性對話框圖6-2-15TO-92元件封裝工程2制作PCB元件

2.4.1新建一個PCB元件封裝2.4任務(wù)實施設(shè)計制作完成的元器件封裝還應(yīng)該進行元件規(guī)那么檢查，防止使用時發(fā)生錯誤。執(zhí)行“報告〞→“元件規(guī)那么檢查〞菜單命令，開翻開如圖6-2-16所示的對話框。設(shè)計規(guī)那么采用默認值，單擊“OK〞，生成文件名為“mypcbLib1.ERR〞的檢查報告，如圖圖6-2-17所示。如果無錯誤，那么為空白；如果有錯誤，應(yīng)該及時修改。編輯制作完成的元器件封裝，可以生成器件詳細說明文件。執(zhí)行“報告〞→“器件〞菜單命令，就可以生成文件名為“mypcbLib1.CMP〞文件，如下圖。圖6-2-16元件規(guī)那么設(shè)計檢查圖6-2-17檢查報告工程2制作PCB元件

2.4.1新建一個PCB元件封裝2.4任務(wù)實施3.元器件設(shè)計規(guī)那么檢查及相關(guān)報表的生成圖6-2-18器件詳細說明文件執(zhí)行菜單命令[File]/[save]，或單擊主工具欄的圖標(biāo)。然后對三端電源調(diào)節(jié)器的外表貼裝型封裝〔SOT-89〕進行封裝制作。具體過程和上面的類似，下面著重對不同的地方進行講解。在“mypcbLib1.PcbLib〞中添加封裝新元件的方法是在Components中空白處右鍵單擊，然后選擇“NewBlankComponent〞，即可翻開新元件PCB封裝編輯窗口。按照前述方法，重命名為“SOT-89〞。其他過程參照直插型元件進行，這里需要對外表貼裝元件焊盤的繪制過程進行說明，如圖6-2-19所示，翻開焊盤設(shè)置對話框，在“Layer〞一欄應(yīng)該選擇“TopLayer〞，表示此元件為外表貼裝焊盤封裝形式，焊盤大小在SizeandShape中進行設(shè)置，本例設(shè)置為最終繪制好的外表型貼裝形式如圖6-2-20所示。圖6-2-19外表封裝焊盤設(shè)置圖6-2-20SOT-89元件封裝工程2制作PCB元件

2.4.1新建一個PCB元件封裝2.4任務(wù)實施4.保存文件前面提到的創(chuàng)立新元件的方法是純手工的方法，它適用于新元件相當(dāng)特殊的場合。實際上，碰到更多的情況是所要創(chuàng)立的新元件在很多方面符合某些通用的標(biāo)準(zhǔn)，在這種情況下，AltiumDesigner提供的PCB元件向?qū)?PCBComponentWizard)就顯示出它的優(yōu)越性。AltiumDesigner6系統(tǒng)為用戶提供了一種簡便快捷的元器件封裝制作方法，即使用PCB向?qū)碇谱髟骷庋b。PCB元件向?qū)г试S用戶預(yù)先定義設(shè)計規(guī)那么，在這些設(shè)計規(guī)那么設(shè)定完成之后，PCB元件編輯器會自動生成新元件。下面以雙列直插型元件，管腳數(shù)為20，如圖6-2-21所示。下面具體介紹使用PCB元件向?qū)?chuàng)立新元件的方法。圖6-2-21雙列直插型元件封裝工程2制作PCB元件2.4.2使用PCB元器件向?qū)е谱髟骷庋b2.4任務(wù)實施介紹使用PCB元件向?qū)?chuàng)立新元件的方法執(zhí)行“文件〞→“新建〞→“庫〞→“PCB元件庫〞菜單命令，那么系統(tǒng)翻開一個空白的PCB庫文件，將其另存為“newpcbLib.PcbLib〞，同時進入PCB庫文件編輯環(huán)境中，如圖6-2-22所示。圖6-2-22PCB庫文件編輯器1.啟動PCB元器件封裝向?qū)?.設(shè)定元件外形3.設(shè)定焊盤尺寸4.設(shè)定引腳屬性5.設(shè)定外框線寬6.設(shè)定引腳數(shù)目7.設(shè)定新元件名稱8.生成PCB元件9.元器件設(shè)計規(guī)那么檢查工程2制作PCB元件2.4.2使用PCB元器件向?qū)е谱髟骷庋b2.4任務(wù)實施1.啟動PCB元器件封裝向?qū)г谛挛募袌?zhí)行“工具〞→“元器件向?qū)Ж暡藛蚊罨蛘咴凇癙CBLibrar〞中右鍵單擊，如圖6-2-23所示，執(zhí)行“元器件向?qū)Ж暶?，均可翻開如圖6-2-24所示的“元器件向?qū)υ捒颞暣翱?，同時PCB編輯瀏覽器Components項出現(xiàn)名為PCBCOMPONENT_1的PCB元件處于激活狀態(tài)，這就是將要制作的元件。如單擊圖6-2-24中的“Cancel〞按鈕程序?qū)⒎艞塒CB元件向?qū)В略耘f創(chuàng)立出來了，只是該元件將完全由手工設(shè)計完成。圖6-2-23翻開元件向?qū)D6-2-24元器件向?qū)υ捒蚬こ?制作PCB元件2.4.2使用PCB元器件向?qū)е谱髟骷庋b2.4任務(wù)實施2.設(shè)定元件外形單擊“下一步〞按鈕，即可進入元器件選型窗口，如圖6-2-25所示，用戶可根據(jù)需要在12種可選的封裝模塊中選擇一種適宜的封裝類型，還可以進行單位的選擇，包括“公制〞、“英制〞兩種類型。本例以雙列直插元件為例，應(yīng)選擇類型為“DualIn-linePackage(DIP)〞，并將設(shè)計元件時使用的長度單位設(shè)為“mil〞3.設(shè)定焊盤尺寸3.設(shè)定焊盤尺寸單擊“下一步〞按鈕，彈出如圖6-2-26所示的設(shè)定焊盤尺寸對話框。將鼠標(biāo)移至相應(yīng)的尺寸上，單擊就能輸入新的焊盤尺寸。這里將焊孔直徑改為“30mil〞。圖6-2-25設(shè)定元件封裝類型工程2制作PCB元件2.4.2使用PCB元器件向?qū)е谱髟骷庋b2.4任務(wù)實施圖6-2-26焊盤尺寸設(shè)置4.設(shè)定引腳屬性單擊“下一步〞按鈕，彈出如圖6-2-27所示的設(shè)置元件引腳相對位置與間距的對話框。將鼠標(biāo)移至相應(yīng)的尺寸上，單擊就能鍵入新的尺寸。本例中保持缺省值不變，既兩排引腳相距“600mil〞，相鄰引腳相距“100mil〞。5.設(shè)定外框線寬單擊“下一步〞按鈕繼續(xù)進行，程序彈出如圖6-2-28所示的設(shè)定線寬對話框，將鼠標(biāo)移至相應(yīng)的尺寸上，單擊就能鍵入新的尺寸。本例中保持缺省值不變。圖6-2-27設(shè)定引腳屬性圖6-2-28設(shè)定外框線寬工程2制作PCB元件2.4.2使用PCB元器件向?qū)е谱髟骷庋b2.4任務(wù)實施6.設(shè)定引腳數(shù)目單擊“下一步〞按鈕確定并進入如圖6-2-29所示的設(shè)定引腳數(shù)目對話框。單擊文本框右邊的增減按鈕就能改變引腳的數(shù)目，此例中將引腳數(shù)目設(shè)定為“20〞。注意，管腳數(shù)目輸入一般均為偶數(shù)，假設(shè)輸入奇數(shù)那么輸出默認為偶數(shù)數(shù)目。7.設(shè)定新元件名稱單擊“下一步〞按鈕進入最后一步。緊接著出現(xiàn)如圖6-2-30所示的設(shè)定新元件名稱對話框。此例中保存新元件的缺省名稱DIP20。圖6-2-29設(shè)定引腳數(shù)目圖6-2-30設(shè)定新元件名稱工程2制作PCB元件2.4.2使用PCB元器件向?qū)е谱髟骷庋b2.4任務(wù)實施8.生成PCB元件單擊“下一步〞按鈕，出現(xiàn)結(jié)束對話框，如圖6-2-31所示，單擊“完成〞按鈕確認所有設(shè)置，系統(tǒng)將自動產(chǎn)生如圖6-2-21所示的PCB元件。如果在設(shè)置過程中想更改以前的設(shè)定，可以隨時單擊“返回〞按鈕回到之前的步驟。圖6-2-31結(jié)束對話框圖6-2-21雙列直插型元件封裝工程2制作PCB元件2.4.2使用PCB元器件向?qū)е谱髟骷庋b2.4任務(wù)實施9.元器件設(shè)計規(guī)那么檢查設(shè)置制作完成元器件封裝需要進行設(shè)計規(guī)那么檢查，以防止出現(xiàn)設(shè)計規(guī)那么錯誤。執(zhí)行“報告〞→“元器件規(guī)那么檢查〞，翻開如圖6-2-32所示組件規(guī)那么檢查對話框，單擊“確定〞就可以生成檢查報告，如圖6-2-33所示。圖6-2-32組件規(guī)那么檢查對話框圖6-2-33組件規(guī)那么檢查報告工程2制作PCB元件2.4.2使用PCB元器件向?qū)е谱髟骷庋b2.4任務(wù)實施工程2制作PCB元件2.4.3調(diào)用自制的PCB元器件封裝2.4任務(wù)實施本例以ADC0803CN元件更新添加新的封裝為例進行介紹。對于已經(jīng)新建完成的PCB元器件，需要添加到對應(yīng)的元件庫中才能使用，通常把這個過程叫做元器件封裝庫調(diào)用。首先，加載新建的PCB元器件封裝庫“newpcblib.Lib〞至當(dāng)前庫元件列表，執(zhí)行“庫〞→“Libranies〞，如圖6-2-34所示，單擊“安裝〞，找到新建PCB封裝庫的位置，然后添加進入庫。圖6-2-34添加新建PCB封裝庫“newpcblib.Lib〞工程2制作PCB元件然后，翻開原理圖找出ADC0803CN元件，并雙擊元件，彈出屬性設(shè)置對話框，如圖6-2-35所示，在右下角選中“Footprint〞一欄，單擊“編輯〞，翻開圖6-2-36所示PCB模型對話框，選擇“庫路徑〞，選擇新建的PCB庫文件，然后再單擊“瀏覽〞，即可翻開庫文件中所有封裝形式，選擇需要更新的封裝類型，單擊“確定〞完成元件封裝更新添加的過程。對于新建元件的封裝添加可參照本過程進行，不在贅述。2.4.3調(diào)用自制的PCB元器件封裝2.4任務(wù)實施圖6-2-35屬性設(shè)置對話框圖6-2-36已有PCB封裝模型圖6-2-37更新PCB模型1.在AltiumDesigner6窗口中創(chuàng)立一個名為“TRAN〞的變壓器新元件〔本元件在第五篇工程三實訓(xùn)中使用〕，如圖6-2-38所示。〔1〕在開關(guān)電源電路元件庫中添加名為TRAN〞的新元件；〔2〕設(shè)置元件默認編號為“T?〞，元件型號為“TRAN〞；〔3〕進行元件規(guī)那么檢查；〔4〕新建PCB封裝庫文件，命名為“new.PCBLib〞；〔5〕繪制名為“TRAN〞的變壓器封裝，參考圖6-2-39具體信息如下：①外框大?。?200mil×710mil；②通孔尺寸為30mil，焊盤均為矩形，大小為100mil×48mil；③焊盤縱向間距為150mil，橫向間距為1000mil；④邊緣焊盤與絲印層的距離為50mil-100mil之間。⑤絲印層線寬采用默認的10mil?！?〕設(shè)計完成進行規(guī)那么檢查；〔7〕添加封裝至元件庫屬性；〔8〕保存文件，推出操作環(huán)境。圖6-2-38元件“TRAN〞要

求：工程2制作PCB元件2.5任務(wù)練習(xí)圖6-2-39元件“TRAN〞封裝2.在AltiumDesigner6窗口中創(chuàng)立自制元器件及其封裝。要求：〔1〕建立名為“mySchlib.SchLib〞的原理圖庫文件與“mypcblib.PcbLib〞封裝庫文件；〔2〕在對應(yīng)的庫中分別按照器件結(jié)構(gòu)及封裝類型創(chuàng)立以下新元件：1〕PC817元件符號、結(jié)構(gòu)及封裝尺寸如圖6-2-40所示；圖6-2-40PC817工程2制作PCB元件2.5任務(wù)練習(xí)2.在AltiumDesigner6窗口中創(chuàng)立自制元器件及其封裝。要求：〔1〕建立名為“mySchlib.SchLib〞的原理圖庫文件與“mypcblib.PcbLib〞封裝庫文件；〔2〕在對應(yīng)的庫中分別按照器件結(jié)構(gòu)及封裝類型創(chuàng)立以下新元件：2〕TL431(a)元件符號如圖6-2-41所示，四種封裝結(jié)構(gòu)如圖6-2-42；圖6-2-41PC817元件符號圖圖6-2-42PC817封裝結(jié)構(gòu)工程2制作PCB元件2.5任務(wù)練習(xí)2.在AltiumDesigner6窗口中創(chuàng)立自制元器件及其封裝。要求：〔1〕建立名為“mySchlib.SchLib〞的原理圖庫文件與“mypcblib.PcbLib〞封裝庫文件；〔2〕在對應(yīng)的庫中分別按照器件結(jié)構(gòu)及封裝類型創(chuàng)立以下新元件：2〕TL431