高速電路PCB設(shè)計方法與技巧

前言

　　電子元器件和印制電路板是構(gòu)成電子整機的核心零部件，微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是數(shù)字化、高集成度、高可靠和小型化的片式元器件，為電子整機產(chǎn)品向小型化、輕量化、高速度、高可靠、多功能發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。數(shù)字化、高速度的電子設(shè)備已成為信息化時代重要的物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)?！　‰娮赢a(chǎn)品的數(shù)字化和高速度，要求電路在較高的頻率及器件在較高的開關(guān)速度下工作，其電路的特性和安裝元器件的印制電路板特性與一般中、低頻電路有很大變化，印制板的設(shè)計、制造和測試的難度更大?！　「咚匐娐芳夹g(shù)已在IT、通信和制導控制等系統(tǒng)的電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，這對安裝電子元器件的印制電路板及其設(shè)計也提出了新的挑戰(zhàn)和要求，為實現(xiàn)電信號在印制電路板內(nèi)的高速傳送，印制板用的基材就必須具有較低的介電常數(shù)和較小的介質(zhì)損耗，印制導線傳輸距離要短，布線密度高，電路層數(shù)增加，多層印制板的應(yīng)用越來越廣泛。印制電路的設(shè)計技術(shù)也必須應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，以適應(yīng)高速電路應(yīng)用的要求?！　「咚匐娐吩O(shè)計是一項復雜的電子設(shè)計工作，它包括兩個方面，即高速的電路設(shè)計和高速電路用印制板設(shè)計。這兩個方面相互影響，又相互制約，如果只注重電路設(shè)計而忽視了印制板的設(shè)計，即使再好、再合理的電路設(shè)計，印制板設(shè)計得不好，在實際使用的印制板組裝件上也難于實現(xiàn)預(yù)期的電性能效果；反之，電路設(shè)計得先天不足，印制板布局、布線設(shè)計得再合理，也難以達到預(yù)想的電氣性能和使用效果?！　∮糜诟咚匐娐返挠≈齐娐钒逶陔娮赢a(chǎn)品中的功能，不同于在一般低頻電路用的印制板，僅僅是作為元器件的安裝、實現(xiàn)電氣連接和絕緣并提供支撐的基板。

內(nèi)容概要

電子元器件飛速發(fā)展，數(shù)字電路廣泛應(yīng)用，使電子整機向小型化、輕量化、高速度、高可靠、多功能迅速發(fā)展。各類電子設(shè)備和計算機的運行速度越來越快，促使高速電路在電子設(shè)備中的應(yīng)用日益廣泛。    印制電路板(以下簡稱印制板)的基材、布局、布線和電磁兼容問題都會影響電路的特性和信號完整性，高速電路用印制板的設(shè)計與一般印制板設(shè)計有很大區(qū)別，必須根據(jù)高速電路的要求和印制板的高速特性，認真分析高速信號在印制板上傳輸?shù)奶匦裕浞挚紤]電磁兼容性。做好布局和布線。經(jīng)反復優(yōu)化才能取得較好的設(shè)計效果。    本書將從印制板的電磁兼容問題分析入手，結(jié)合現(xiàn)行有效的國內(nèi)外相關(guān)標準，對在高速電路用印制板設(shè)計時的基材選擇、印制板各要素設(shè)計、信號完整性、地線和電源線設(shè)計、布局、布線、印制板的功率熱匹配考慮和可制造性檢查以及制作質(zhì)量對電路特性的影響等作了系統(tǒng)論述。高速電路用印制板設(shè)計人員通過閱讀本書即可掌握高速電路印制板設(shè)計的基本方法，書中的設(shè)汁技巧也能幫助設(shè)計人員迅速提高設(shè)計水平。

書籍目錄

前言 第一章 概述   第一節(jié) 高速電路用印制電路板的由來   第二節(jié) 高速電路的含義 第二章 印制電路板和電磁兼容   第一節(jié) 印制板電磁兼容的重要性   第二節(jié) 印制板內(nèi)引起電磁兼容問題的主要原因   第三節(jié) 高速電路印制板的電磁兼容性 第三章 高速電路用印制板的特點   第一節(jié) 印制板的功能擴大   第二節(jié) 高速電路用印制板基材的特殊要求   第三節(jié) 信號傳輸線的布線結(jié)構(gòu)和形式影響電路性能   第四節(jié) 印制板的結(jié)構(gòu)復雜，加工精度要求高 第四章 印制板設(shè)計的內(nèi)容和方法   第一節(jié) 印制板設(shè)計的通用原則   第二節(jié) 印制板設(shè)計的內(nèi)容   第三節(jié) 印制板設(shè)計方法 第五章 高速電路用印制板基材及選擇   第一節(jié) 高速電路用印制板基材的分類和性能   第二節(jié) 高速電路用印制板基材及選用依據(jù)   第三節(jié) 高速電路用印制板基材的發(fā)展趨勢 第六章 高速電路PCB的結(jié)構(gòu)和基本要素設(shè)計   第一節(jié) PCB的結(jié)構(gòu)和尺寸要素設(shè)計   第二節(jié) 孔與連接盤 第七章 PCB對高速信號完整性的影響   第一節(jié) PCB與信號完整性的關(guān)系   第二節(jié) 印制板影響高速信號的完整性(SI)主要因素和對策   第三節(jié) 印制板的電源完整性 第八章 印制板的熱設(shè)計和表面涂、鍍層   第一節(jié) 印制板的熱設(shè)計   第二節(jié) 印制板表面的涂層和鍍層 第九章 印制板圖設(shè)計   第一節(jié) 印制板圖設(shè)計的內(nèi)容   第二節(jié) 附連測試圖形和附連板設(shè)置 第十章 布局和布線   第一節(jié) 布局   第二節(jié) 布線 第十一章 電源和接地設(shè)計   第一節(jié) 電源線和接地的分類   第二節(jié) 電源線和接地線的布設(shè) 第十二章 高速電路PCB設(shè)計的可制造性   第一節(jié) PCB設(shè)計的可制造性概念   第二節(jié) PCB的可制造性要求   第三節(jié) PCB組裝件可制造性通用要求 第十三章 印制板的可靠性評價和驗收標準   第一節(jié) 印制板設(shè)計的可靠性分析和評價   第二節(jié) 高速電路印制板的設(shè)計和驗收標準 第十四章 印制板的發(fā)展趨勢 附錄A 印制電路板英文縮略語 附錄B 高速電路印制板常用基材及主要性能 參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一節(jié) 高速電路用印制電路板的由來　　印制板廣泛應(yīng)用在各種電子設(shè)備中，由于其結(jié)構(gòu)和用途不同可分為許多種類，通常按其結(jié)構(gòu)特點和布線層數(shù)分為剛性板（含單面板、雙面板、多層板和特殊印制板）、撓性板（含單、雙面和多層板）和剛撓結(jié)合型印制板三大類共十幾個品種。但是隨著電子產(chǎn)品向數(shù)字化、高速化、小型化的發(fā)展，印制板上電路的工作頻率和信號傳輸?shù)乃俣燃眲√岣?，工作范圍拓寬，僅按印制板的結(jié)構(gòu)特點分類進行印制板設(shè)計，還體現(xiàn)不出電路的特殊要求，因為不同電路特性的印制板有不同的布局、布線和互連規(guī)則。所以在進行印制板設(shè)計時需要考慮電路的特點，根據(jù)用途將印制板按電路特性分類更有利于設(shè)定布局布線的規(guī)則，同一類電路特性的印制板有基本上相同的設(shè)計規(guī)則，有利于印制板設(shè)計的規(guī)范化。如果按電路的特性分類，印制板可分為：用于低頻、低速電路的一般印制板，用于高頻、高速電路的高速電路印制板和用于微波電路的微波印制板?！　「咚匐娐酚糜≈瓢搴喎Q為高速印制板，它是隨著數(shù)字邏輯器件的出現(xiàn)、電路工作頻率的提高、器件邊沿速率和信號傳輸速度加快，而發(fā)展起來的一種特殊用途的印制板。印制板的發(fā)展是隨著電子元器件及其封裝形式的要求而發(fā)展，尤其是在1975年數(shù)字MOS器件成為集成電路的主流以后，各類數(shù)字器件的發(fā)展和應(yīng)用十分迅速，器件的集成度從小規(guī)模集成（SSI）發(fā)展到中規(guī)模集成（MSI）、大規(guī)模集成和超大規(guī)模集成（LSI），同一器件的電路門數(shù)大大增加，各類SOJ、QFP、BGA器件和CSP器件得到廣泛應(yīng)用。

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