高速電路PCB設(shè)計(jì)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(jī)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(jī)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(shí)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(kāi)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(jì)、制造和測(cè)試的難度更大。　　高速電路技術(shù)已在IT、通信和制導(dǎo)控制等系統(tǒng)的電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，這對(duì)安裝電子元器件的印制電路板及其設(shè)計(jì)也提出了新的挑戰(zhàn)和要求，為實(shí)現(xiàn)電信號(hào)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(dǎo)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(lái)越廣泛。印制電路的設(shè)計(jì)技術(shù)也必須應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，以適應(yīng)高速電路應(yīng)用的要求。　　高速電路設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的電子設(shè)計(jì)工作，它包括兩個(gè)方面，即高速的電路設(shè)計(jì)和高速電路用印制板設(shè)計(jì)。這兩個(gè)方面相互影響，又相互制約，如果只注重電路設(shè)計(jì)而忽視了印制板的設(shè)計(jì)，即使再好、再合理的電路設(shè)計(jì)，印制板設(shè)計(jì)得不好，在實(shí)際使用的印制板組裝件上也難于實(shí)現(xiàn)預(yù)期的電性能效果；反之，電路設(shè)計(jì)得先天不足，印制板布局、布線設(shè)計(jì)得再合理，也難以達(dá)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(shí)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(jī)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(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度越來(lái)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(jiǎn)稱印制板)的基材、布局、布線和電磁兼容問(wèn)題都會(huì)影響電路的特性和信號(hào)完整性，高速電路用印制板的設(shè)計(jì)與一般印制板設(shè)計(jì)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(rèn)真分析高速信號(hào)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(fù)優(yōu)化才能取得較好的設(shè)計(jì)效果。    本書(shū)將從印制板的電磁兼容問(wèn)題分析入手，結(jié)合現(xiàn)行有效的國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)在高速電路用印制板設(shè)計(jì)時(shí)的基材選擇、印制板各要素設(shè)計(jì)、信號(hào)完整性、地線和電源線設(shè)計(jì)、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(duì)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(jì)人員通過(guò)閱讀本書(shū)即可掌握高速電路印制板設(shè)計(jì)的基本方法，書(shū)中的設(shè)汁技巧也能幫助設(shè)計(jì)人員迅速提高設(shè)計(jì)水平。

書(shū)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(lái)   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(wèn)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(diǎn)   第一節(jié) 印制板的功能擴(kuò)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(hào)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(fù)雜，加工精度要求高 第四章 印制板設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法   第一節(jié) 印制板設(shè)計(jì)的通用原則   第二節(jié) 印制板設(shè)計(jì)的內(nèi)容   第三節(jié) 印制板設(shè)計(jì)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(shì) 第六章 高速電路PCB的結(jié)構(gòu)和基本要素設(shè)計(jì)   第一節(jié) PCB的結(jié)構(gòu)和尺寸要素設(shè)計(jì)   第二節(jié) 孔與連接盤(pán) 第七章 PCB對(duì)高速信號(hào)完整性的影響   第一節(jié) PCB與信號(hào)完整性的關(guān)系   第二節(jié) 印制板影響高速信號(hào)的完整性(SI)主要因素和對(duì)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(jì)和表面涂、鍍層   第一節(jié) 印制板的熱設(shè)計(jì)   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(jì)   第一節(jié) 印制板圖設(shè)計(jì)的內(nèi)容   第二節(jié) 附連測(cè)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(jì)   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(jì)的可制造性   第一節(jié) PCB設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)   第一節(jié) 印制板設(shè)計(jì)的可靠性分析和評(píng)價(jià)   第二節(jié) 高速電路印制板的設(shè)計(jì)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 第十四章 印制板的發(fā)展趨勢(shì) 附錄A 印制電路板英文縮略語(yǔ) 附錄B 高速電路印制板常用基材及主要性能 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一節(jié) 高速電路用印制電路板的由來(lái)　　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(diǎn)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(gè)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(hào)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(diǎn)分類進(jìn)行印制板設(shè)計(jì)，還體現(xiàn)不出電路的特殊要求，因?yàn)椴煌娐诽匦缘挠≈瓢逵胁煌牟季帧⒉季€和互連規(guī)則。所以在進(jìn)行印制板設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮電路的特點(diǎn)，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(jì)規(guī)則，有利于印制板設(shè)計(jì)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?jiǎn)稱為高速印制板，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(hào)傳輸速度加快，而發(fā)展起來(lái)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(mén)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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