印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)技術(shù)與實(shí)踐(第4版)
定 價(jià):169 元
叢書名:電子工程技術(shù)叢書
- 作者:黃智偉
- 出版時(shí)間:2024/6/1
- ISBN:9787121481123
- 出 版 社:電子工業(yè)出版社
本書內(nèi)容豐富,敘述詳盡清晰,圖文并茂,通過大量的資料和設(shè)計(jì)實(shí)例說明了PCB設(shè)計(jì)中的一些技巧和方法,以及應(yīng)該注意的問題,具有工程性好、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。本書共15章,分別介紹了印制電路板(PCB)上焊盤、過孔、疊層、走線、接地、去耦合、電源電路、時(shí)鐘電路、模擬電路、高速數(shù)字電路、模數(shù)混合電路、射頻電路等PCB設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識、設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)實(shí)例,以及PCB熱設(shè)計(jì)、PCB的可制造性與可測試性設(shè)計(jì)、PCB的ESD防護(hù)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
黃智偉(1952.08—),曾擔(dān)任衡陽市電子研究所所長、南華大學(xué)教授、衡陽市專家委員會委員,獲評南華大學(xué)師德標(biāo)兵,主持和參與完成“計(jì)算機(jī)無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)卡”等科研課題20多項(xiàng),申請專利8項(xiàng),擁有軟件著作權(quán)2項(xiàng),發(fā)表論文120多篇,出版圖書多部。
第1章 焊盤的設(shè)計(jì)1
1.1 元器件在PCB上的安裝形式1
1.1.1 元器件的單面安裝形式1
1.1.2 元器件的雙面安裝形式1
1.1.3 元器件之間的間距2
1.1.4 元器件的布局形式4
1.1.5 測試探針觸點(diǎn)/通孔尺寸8
1.1.6 基準(zhǔn)點(diǎn)(Mark)8
1.2 焊盤設(shè)計(jì)的一些基本要求11
1.2.1 焊盤類型11
1.2.2 焊盤尺寸12
1.3 通孔插裝元器件的焊盤設(shè)計(jì)12
1.3.1 通孔插裝元器件的孔徑12
1.3.2 焊盤形式與尺寸13
1.3.3 跨距13
1.3.4 常用通孔插裝元器件的安裝孔徑和焊盤尺寸14
1.4 SMT元器件的焊盤設(shè)計(jì)15
1.4.1 片式電阻、片式電容、片式電感的焊盤設(shè)計(jì)15
1.4.2 金屬電極元器件的焊盤設(shè)計(jì)18
1.4.3 SOT 23封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)19
1.4.4 SOT-5 DCK/SOT-5 DBV(5/6引腳)封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)20
1.4.5 SOT 89封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)20
1.4.6 SOD 123封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)21
1.4.7 SOT 143封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)21
1.4.8 SOIC封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)22
1.4.9 SSOIC封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)23
1.4.10 SOP封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)23
1.4.11 TSOP封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)23
1.4.12 CFP封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)24
1.4.13 SOJ封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)25
1.4.14 PQFP封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)25
1.4.15 SQFP封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)26
1.4.16 CQFP封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)26
1.4.17 PLCC(方形)封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)27
1.4.18 QSOP(SBQ)封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)27
1.4.19 QFG 32/48封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)28
1.4.20 設(shè)計(jì)SMT焊盤應(yīng)注意的一些問題29
1.5 DIP封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)31
1.6 BGA封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)32
1.6.1 BGA封裝簡介32
1.6.2 BGA表面焊盤的布局和尺寸33
1.6.3 BGA過孔焊盤的布局和尺寸35
1.6.4 BGA走線間隙和走線寬度37
1.6.5 BGA的PCB層數(shù)38
1.6.6 ?BGA封裝的布線方式和過孔39
1.6.7 Xilinx公司推薦的BGA、CSP和CCGA封裝的PCB焊盤設(shè)計(jì)規(guī)則39
1.6.8 VFBGA焊盤設(shè)計(jì)42
1.6.9 LFBGA 焊盤設(shè)計(jì)43
1.7 UCSP封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)44
1.8 PoP封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)46
1.8.1 PoP封裝結(jié)構(gòu)形式46
1.8.2 PoP封裝的層疊和焊盤及布線47
1.8.3 PoP封裝PCB設(shè)計(jì)實(shí)例49
1.9 Direct FET封裝器件的焊盤設(shè)計(jì)51
第2章 過孔53
2.1 過孔模型53
2.1.1 過孔類型53
2.1.2 過孔電容54
2.1.3 過孔電感54
2.1.4 過孔的電流模型54
2.1.5 典型過孔的R、L、C參數(shù)55
2.1.6 影響過孔特性阻抗的一些因素56
2.2 過孔焊盤與孔徑的尺寸57
2.2.1 過孔的尺寸57
2.2.2 高密度互連盲孔的結(jié)構(gòu)與尺寸59
2.2.3 高密度互連復(fù)合通孔的結(jié)構(gòu)與尺寸61
2.2.4 高密度互連內(nèi)核埋孔的結(jié)構(gòu)與尺寸62
2.3 過孔與焊盤圖形的關(guān)系63
2.3.1 過孔與SMT焊盤圖形的關(guān)系63
2.3.2 過孔到金手指的距離64
2.4 微過孔64
2.5 背鉆65
2.5.1 背鉆技術(shù)簡介65
2.5.2 背鉆設(shè)計(jì)規(guī)則66
第3章 PCB疊層設(shè)計(jì)70
3.1 PCB疊層設(shè)計(jì)的一般原則70
3.2 多層板工藝72
3.2.1 層壓多層板工藝72
3.2.2 HDI印制板工藝73
3.2.3 BUM板工藝75
3.3 多層板的設(shè)計(jì)76
3.3.1 4層板的設(shè)計(jì)76
3.3.2 6層板的設(shè)計(jì)77
3.3.3 8層板的設(shè)計(jì)79
3.3.4 10層板的設(shè)計(jì)80
3.4 利用PCB疊層設(shè)計(jì)抑制EMI輻射82
3.4.1 PCB的輻射源82
3.4.2 共模EMI的抑制83
3.4.3 設(shè)計(jì)多電源層抑制EMI84
3.4.4 利用拼接電容抑制EMI84
3.4.5 利用邊緣防護(hù)技術(shù)抑制EMI87
3.4.6 利用內(nèi)層電容抑制EMI88
3.4.7 PCB疊層設(shè)計(jì)實(shí)例89
3.5 PCB電源平面和接地平面91
3.5.1 PCB電源平面和接地平面的功能和設(shè)計(jì)原則91
3.5.2 PCB電源平面和接地平面疊層和層序92
3.5.3 PCB電源平面和接地平面的疊層電容96
3.5.4 PCB電源平面和接地平面的層耦合96
3.5.5 PCB電源平面和接地平面的諧振97
3.5.6 電源平面上的電源島結(jié)構(gòu)98
3.6 利用EBG結(jié)構(gòu)抑制PCB電源平面和接地平面的SSN噪聲99
3.6.1 EBG結(jié)構(gòu)簡介99
3.6.2 EBG結(jié)構(gòu)的電路模型100
3.6.3 EBG的單元結(jié)構(gòu)103
3.6.4 基于Sierpinski曲線的分形EBG結(jié)構(gòu)115
3.6.5 平面級聯(lián)型EBG結(jié)構(gòu)116
3.6.6 選擇性內(nèi)插式EBG結(jié)構(gòu)117
3.6.7 多周期平面EBG結(jié)構(gòu)118
3.6.8 垂直級聯(lián)型EBG結(jié)構(gòu)119
3.6.9 嵌入多層螺旋平面EBG結(jié)構(gòu)123
3.6.10 接地層開槽隔離型EBG結(jié)構(gòu)123
3.6.11 狹縫型UC-EBG電源平面126
3.6.12 嵌入螺旋諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的電源平面127
第4章 走線129
4.1 寄生天線的電磁輻射干擾129
4.1.1 電磁干擾源的類型129
4.1.2 天線的輻射特性129
4.1.3 寄生天線132
4.2 PCB上走線間的串?dāng)_133
4.2.1 互容133
4.2.2 互感134
4.2.3 拐點(diǎn)頻率和互阻抗模型136
4.2.4 串?dāng)_類型137
4.2.5 減小PCB上串?dāng)_的一些措施138
4.3 PCB傳輸線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)141
4.3.1 PCB傳輸線簡介141
4.3.2 微帶線142
4.3.3 埋入式微帶線143
4.3.4 單帶狀線143
4.3.5 雙帶狀線或非對稱帶狀線144
4.3.6 差分微帶線和差分帶狀線145
4.3.7 傳輸延時(shí)與介電常數(shù)的關(guān)系145
4.3.8 影響PCB阻抗精度的一些因素146
4.3.9 微帶線阻抗不連續(xù)性的補(bǔ)償方法148
4.3.10 帶地共面波導(dǎo)效應(yīng)對微帶線的影響149
4.3.11 PCB傳輸線設(shè)計(jì)與制作中應(yīng)注意的一些問題150
4.4 低電壓差分信號(LVDS)的布線155
4.4.1 LVDS布線的一般原則155
4.4.2 LVDS的PCB走線設(shè)計(jì)157
4.4.3 LVDS的PCB過孔設(shè)計(jì)160
4.5 PCB布線的一般原則及工藝要求162
4.5.1 控制走線方向162
4.5.2 檢查走線的開環(huán)和閉環(huán)162
4.5.3 控制走線的長度163
4.5.4 控制走線分支的長度163
4.5.5 拐角設(shè)計(jì)164
4.5.6 差分對走線164
4.5.7 控制PCB導(dǎo)線的阻抗和走線終端匹配168
4.5.8 設(shè)計(jì)接地保護(hù)走線169
4.5.9 防止走線諧振169
4.5.10 布線的一些工藝要求169
第5章 接地174
5.1 地線的定義174
5.2 地線阻抗引起的干擾174
5.2.1 地線的阻抗174
5.2.2 公共阻抗耦合干擾180
5.3 地環(huán)路引起的干擾181
5.3.1 地環(huán)路干擾181
5.3.2 產(chǎn)生地環(huán)路電流的原因182
5.4 接地的分類183
5.4.1 安全接地183
5.4.2 信號接地183
5.4.3 電路接地184
5.4.4 設(shè)備接地186
5.4.5 系統(tǒng)接地186
5.5 接地的方式186
5.5.1 單點(diǎn)接地186
5.5.2 多點(diǎn)接地188
5.5.3 混合接地189
5.5.4 懸浮接地190
5.6 接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則190
5.6.1 理想的接地要求191
5.6.2 接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般規(guī)則191
5.7 地線PCB布局的一些技巧192
5.7.1 參考面192
5.7.2 避免接地平面開槽193
5.7.3 接地點(diǎn)的相互距離195
5.7.4 地線網(wǎng)絡(luò)196
5.7.5 電源線和地線的柵格197
5.7.6 電源線和地線的指狀布局形式199
5.7.7 最小化環(huán)面積200
5.7.8 按電路功能分割接地平面202
5.7.9 局部接地平面203
5.7.10 參考層的重疊205
5.7.11 20H原則206
第6章 去耦合208
6.1 去耦濾波器電路的結(jié)構(gòu)與特性208
6.1.1 典型的RC和LC去耦濾波器電路結(jié)構(gòu)208
6.1.2 去耦濾波器電路的特性210
6.2 電阻器、電容器、電感器的射頻特性211
6.2.1 電阻器的射頻特性211
6.2.2 電容器的射頻特性212
6.2.3 電感器的射頻特性213
6.2.4 串聯(lián)RLC電路的阻抗特性214
6.2.5 并聯(lián)RLC電路的阻抗特性214
6.3 去耦電容器的PCB布局設(shè)計(jì)215
6.3.1 去耦電容器的安裝位置215
6.3.2 去耦電容器的并聯(lián)和反諧振221
6.4 使用去耦電容降低IC的電源阻抗224
6.4.1 電源阻抗的計(jì)算模型224
6.4.2 IC電源阻抗的計(jì)算225
6.4.3 電容器靠近IC放置的允許距離226
6.5 PDN中的去耦電容器229
6.5.1 去耦電容器的電流供應(yīng)模式229
6.5.2 IC電源的目標(biāo)阻抗230
6.5.3 去耦電容器組合的阻抗特性231
6.5.4 PCB上的目標(biāo)阻抗233
6.6 去耦電容器的容量計(jì)算234
6.6.1 計(jì)算去耦電容器容量的模型234
6.6.2 確定目標(biāo)阻抗235
6.6.3 確定大容量電容器的容量235
6.6.4 確定板電容器的容量236
6.6.5 確定板電容器的安裝位置237
6.6.6 減小ESLcap238
6.6.7 mΩ級超低目標(biāo)阻抗設(shè)計(jì)239
6.7 片狀三端子電容器的PCB布局設(shè)計(jì)239
6.7.1 片狀三端子電容器的頻率特性239
6.7.2 使用三端子電容器減小ESL241
6.7.3 三端子電容器的PCB布局與等效電路241
6.7.4 三端子電容器的應(yīng)用243
6.8 X2Y電容器的PCB布局設(shè)計(jì)244
6.8.1 采用X2Y電容器替換穿心式電容器244
6.8.2 X2Y電容器的封裝形式和尺寸244
6.8.3 X2Y電容器的應(yīng)用與PCB布局245
6.9 鐵氧體磁珠的PCB布局設(shè)計(jì)247
6.9.1 鐵氧體磁珠的基本特性247
6.9.2 片式鐵氧體磁珠248
6.9.3 鐵氧體磁珠的選擇250
6.9.4 鐵氧體磁珠在電路中的應(yīng)用251
6.9.5 鐵氧體磁珠的安裝位置252
6.9.6 利用鐵氧體磁珠為FPGA設(shè)計(jì)電源隔離濾波器252
6.10 小型電源平面“島”供電技術(shù)259
6.11 掩埋式電容技術(shù)259
6.11.1 掩埋式電容技術(shù)簡介259
6.11.2 使用掩埋式電容技術(shù)的PCB布局實(shí)例260
6.12 可藏在PCB7