印制电路板的可靠性设计PDF电子书下载

1.1　“可靠性”一词的来源 1

1.1.1　起源 1

1.1.2　开始进入工业界 1

第1章　可靠性概述 1

1.2　可靠性的发展 2

1.3　可靠性的定义 3

1.3.1 可靠性定义的说明 3

1.4　可靠性的重要性 5

1.5.1 可靠度 6

1.5.2　平均故障间隔时间 6

1.5　可靠性指标 6

1.5.3　失效密度 7

1.6　可靠性设计 8

1.6.1　可靠性分析 8

1.6.1.1　串联系统 8

1.6.1.2　并联系统 9

1.6.2　可靠性预计 10

1.6.3　可靠性试验 11

1.6.3.1　环境测试 11

1.6.3.2　EMC测试 12

1.6.3.3　外观测试 12

1.6.3.5　软件测试 13

1.7　提高设备可靠性的技术措施 13

1.6.3.4　寿命测试 13

1.8　印制电路板的可靠性设计 15

第2章　PCB设计 16

2.1　PCB的几个基本概念 16

2.2　印制电路板设计步骤 19

2.2.1 电路原理图的设计 19

2.2.2　网络表的生成 20

2.2.3　印制电路板的设计 20

2.3　原理图设计 23

2.3.1　开启设计环境 23

2.3.2　设置原理图环境 27

2.3.3　加载元器件库 27

2.3.4.1　元器件选取放置 29

2.3.4　元器件放置 29

2.3.4.2　元器件属性设置 30

2.3.4.3　电源和地线连接 32

2.3.5　电气连接 33

2.3.5.1　放置导线 33

2.3.5.2　放置接点 34

2.3.5.3　绘制总线 34

2.3.6　ERC检查 35

2.3.7　文件整理保存、打印输出 36

2.4　PCB设计 37

2.4.1　印制板的层数添加 37

2.4.2　绘制自定义封装库 42

2.4.4　布局 44

2.4.3　导入网络表 44

2.4.5　布线 47

2.4.5.1　设置布线规则 47

2.4.5.2　布线 52

2.4.5.3　修改布线 55

2.4.6　DRC检查 56

2.4.7　整理文档、制板 56

第3章　PCB可靠性布局 59

3.1　规划PCB板的基本结构 59

3.2　元器件的合理布局 60

3.2.1　布局原则 60

3.2.2　元器件的布局 61

3.2.2.1　元器件放置 62

3.3　布局的检查 64

3.4　BGA布局布线 65

3.4.1　BGA封装 65

3.4.2　BGA布局布线注意事项 66

3.4.3　BGA焊接 68

3.4.3.1　BGA器件焊接点检测中存在的问题 68

3.4.3.2　BGA器件检测方式的探索 69

第4章　PCB板叠层和阻抗设计 71

4.1　电路板的层叠 71

4.2　特性阻抗 73

4.2.1　特征阻抗 73

4.2.2　特性阻抗的计算 73

4.2.3　阻抗控制和阻抗控制 74

4.3　标准阻抗叠层设计模板 75

4.3.1　标准阻抗模板的说明 75

4.3.2　模标准阻抗板类型 76

第5章　高速信号布线的可靠性 92

5.1　高速信号的传输线效应 92

5.1.1 高速信号的确定 92

5.1.2　传输线效应 93

5.1.2.1　传输线的定义 93

5.1.2.2　传输线效应 94

5.1.3　传输线高频特性分析 97

5.1.4　避免传输线效应的方法 98

5.1.4.3　合理规划走线的拓扑结构 99

5.1.4.2　合理叠层和特性阻抗 99

5.1.4.1　控制关键信号线的走线长度 99

5.1.4.4　抑止电磁干扰的方法 100

5.1.4.5　其他可采用技术 100

5.2　高速信号布线技巧 100

5.3　蛇形走线 103

5.4　高速时钟信号布线 104

5.5　过孔 106

5.5.1　过孔的分类 106

5.5.2　过孔的分布参数 107

5.5.2.1　过孔的寄生电容 107

5.5.2.2　过孔的寄生电感 108

5.5.3　过孔模型的高频特性分析 108

5.5.4　过孔和树桩对单端阻抗的影响 110

5.5.5 高速PCB中的过孔设计 112

5.6　布局布线技术的发展方向 113

第6章　电源的可靠性设计 116

6.1　电源的可靠性设计 116

6.1.1　确定电源种类 116

6.1.2　估算电流，确定电源线宽 117

6.2　地线的可靠性设计 117

6.2.1　地的分类 117

6.2.2　接地方式 119

6.2.2.1　单点接地 119

6.2.2.2　多点接地 120

6.2.3　接地电阻 121

6.2.3.1　对接地电阻的要求 121

6.2.2.3　混合接地 121

6.2.2.4　悬浮接地 121

6.2.3.2　降低接地电阻的方法 122

6.3　去耦电容配置 123

6.3.1　去耦电容的分类 123

6.3.2　去耦电容的大小 123

6.3.3　合理布置去耦电容 124

6.3.3.1　电容的等效模型 124

6.3.3.2　电容引线的作用 124

6.3.3.3　温度对电容的影响 125

6.3.3.4　电压对电容的影响 126

6.3.4　合理的布置去耦电容 127

6.4　跨分割问题 128

6.4.1　跨分割问题 128

6.4.2　跨分割走线的危害 130

6.4.3　避免跨分割的办法 132

6.5　隔离技术 132

6.5.1　信号隔离 133

6.5.2　隔离信号布局布线 134

第7章　PCB热设计 136

7.1　散热的基本知识 136

7.1.1　热传递 136

7.1.2　导热片 138

7.1.3　热管 139

7.2　热设计 140

7.2.1　散热 141

7.2.1.1　散热解决方案 141

7.2.1.2　风扇散热 141

7.2.2　热设计的一般准则 144

7.2.3　热设计的检验 145

7.2.3.1　热电偶 145

7.2.3.2　温升测试 146

7.3　PCB热设计 146

第8章　环境因素影响 149

8.1　环境剖面 149

8.1.1　产品运输环境 149

8.1.3　环境因素与失效的关系 150

8.1.2　产品存储环境 150

8.2.1　环境应力筛选定义 154

8.2　环境应力筛选试验 154

8.2.2　环境应力筛选分类 155

8.2.3　项目与应力的确定 157

8.2.4　高效应力筛选 157

8.2.5　注意事项 159

第9章　温湿度设计 160

9.1　温度和湿度基本知识 160

9.1.1　温度 160

9.1.2　湿度 160

9.2　温湿度测试 162

9.2.1　温湿度试验 162

9.2.2.2　温湿度循环 164

9.2.2　温湿度测试和失效 164

9.2.2.1　高温高湿操作 164

9.2.2.3　高温储存 165

9.2.2.4　低温操作 165

9.2.2.5　热冲击 166

9.2.2.6　湿度 166

9.2.2.7　老化测试 168

9.3　具体案例分析 168

9.3.1　电阻失效 168

9.3.2　电路板焊锡破裂 169

9.3.3　PCB板非正常关机 170

9.3.5　PCB板漏电流增大 171

9.3.4　PCB板工作不正常 171

9.3.6　PIN脚焊锡断裂 173

9.3.7　PCB低温下不能开机工作 174

9.3.8　PCB高温后不能开机工作 176

第10章　振动与冲击 177

10.1　振动与冲击简介 177

10.2　振动与冲击的影响 177

10.3　振动与冲击的预防 178

10.3.1　抗振设计 179

10.3.2　振动与冲击试验 179

11.1 EMI和EMC 181

11.1.1 电磁干扰 181

第11章　PCB的EMC设计 181

11.1.2　电磁兼容 182

11.1.3　电磁兼容标准 183

11.1.4　电磁污染和危害 184

11.1.4.1　电磁污染 184

11.1.4.2　电磁干扰的危害 184

11.2　EMC设计 186

11.2.1　EMC设计金字塔 186

11.2.2　电磁屏蔽 187

11.2.3　滤波 187

11.2.4　电源、接地技术 188

11.3　PCB的EMC设计 188