電子綫路闆設計與製作 陳桂蘭 9787115217639 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳桂蘭 著

圖書標籤:

• 電子綫路闆
• PCB設計
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• 陳桂蘭
• 高等教育
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店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115217639

商品編碼：29373411109

包裝：平裝

齣版時間：2010-01-01

基本信息

書名：電子綫路闆設計與製作

定價：22.00元

作者：陳桂蘭

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2010-01-01

ISBN：9787115217639

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.322kg

編輯推薦

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1.本教材不僅注重工作過程的課程觀，同時還遵循能力本位的教育觀。
　　2.本教材注重與企業工程實際結閤，重點培養學生電子綫路闆的設計能力。
　　3.本教材引入工程實際要求和經驗方麵的相關知識和技能，讓學生在學習中即與企業實際接軌。

內容提要

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本書通過語音放大器、計數器與電子秤儀錶3個典型案例，介紹瞭應用Protel 99 SE軟件進行電子綫路闆設計與製作的方法和操作步驟。全書分為5個項目，由淺入深，由簡至繁，循序漸進，項目間不僅相互關聯，而且具有層次感；每個項目又分解為若乾個子任務，將項目化繁為簡，化整為零；難點逐個擊破，問題逐一解決，適閤漸進式學習。讀者隻要按照書中案例的操作步驟去學習，即可輕鬆掌握Protel 99 SE軟件的基本操作，並且隨著項目的推進，自身的電子綫路闆設計能力也會逐步得到提升。
　　本書可供高職院校電子信息類專業及相關專業作為教材使用，同時也可供從事電子綫路闆設計與開發的工程技術人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《PCB設計與製造實戰指南：從原理到實踐的全麵解析》 內容概述 本書旨在為讀者提供一套係統、實用的PCB（Printed Circuit Board，印刷電路闆）設計與製造的全麵指南。內容涵蓋瞭從PCB基礎理論、設計流程、關鍵技術到實際製造環節的各個方麵，力求將復雜的技術知識以清晰易懂的方式呈現給讀者，幫助讀者掌握PCB設計與製造的核心技能，順利完成從概念到成品的過程。本書的編寫風格注重理論與實踐相結閤，既有深入的原理闡述，又不乏豐富的案例分析和操作指導，適閤初學者入門，也為有一定基礎的工程師提供進一步提升的參考。 第一部分：PCB基礎理論與發展 1. PCB的定義、功能與重要性： 詳細介紹PCB在現代電子産品中的核心地位，闡述其作為電子元件載體、電氣連接導體以及信號傳輸媒介的功能。 探討PCB技術的發展曆程，從早期的單層闆到如今的多層闆、柔性闆、剛撓結閤闆等，分析不同技術演進帶來的性能提升和應用拓展。 分析PCB在不同應用領域（如消費電子、通信設備、工業控製、醫療器械、航空航天等）的特殊需求與發展趨勢。 2. PCB的基本構成與材料： 深入剖析PCB的典型層疊結構，講解基闆（Substrate）、導體層（Conductive Layer）、絕緣層（Insulating Layer）等核心組成部分的材質、特性及作用。 詳細介紹常用的基闆材料，如環氧玻璃縴維布（FR-4）、聚酰亞胺（Polyimide）、陶瓷等，分析它們的介電常數、損耗因子、熱穩定性、機械強度等關鍵參數，以及在不同應用場景下的選擇依據。 闡述銅箔（Copper Foil）的規格、錶麵處理工藝（如粗化、電鍍）對信號完整性和可靠性的影響。 講解阻焊層（Solder Mask）和絲印層（Silkscreen）的功能、材料及其在生産製造中的重要性。 3. PCB設計的基本原則與規範： 介紹PCB設計的通用原則，包括信號完整性（Signal Integrity）、電源完整性（Power Integrity）、電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）、熱管理（Thermal Management）、可製造性設計（Design for Manufacturability, DFM）和可測試性設計（Design for Testability, DFT）等。 闡述PCB設計中的常見術語和縮寫，如綫寬、綫距、過孔、焊盤、阻抗控製等。 介紹國際和行業內的PCB設計標準與規範，以及遵循這些規範的重要性。 第二部分：PCB設計流程與軟件工具 1. PCB設計流程概覽： 係統梳理PCB設計的完整流程，從項目啓動、原理圖設計、PCB布局布綫、DRC（Design Rule Check）檢查，到 Gerber文件生成、生産製造、測試檢驗等環節。 強調各環節之間的邏輯關係與協同配閤，以及不同角色的職責（如硬件工程師、PCB Layout工程師、製造工程師）。 2. 原理圖設計（Schematic Design）： 詳細介紹原理圖設計軟件（如 Altium Designer, PADS, Eagle, KiCad等）的基本操作和功能。 講解如何選擇和創建元器件符號（Symbol），如何建立元器件庫（Library）。 闡述網絡錶（Netlist）的生成及其在原理圖與PCB布局之間的聯係。 介紹原理圖設計的常用技巧，如總綫（Bus）的使用、層次化原理圖（Hierarchical Design）的應用，以及參數設置。 3. PCB布局（Placement）： 講解PCB布局的重要性，以及影響布局的因素，如信號流嚮、散熱、功耗、連接關係、機械限製等。 介紹布局的基本策略，如器件分組、關鍵器件優先放置、模擬與數字區域劃分、電源與地綫規劃等。 提供提高布局效率和質量的實用技巧，如使用放置預設（Placement Presets）、手動調整與自動對齊工具的使用。 4. PCB布綫（Routing）： 詳細講解PCB布綫的核心技術，包括單層、多層闆布綫方法。 深入闡述關鍵布綫技術，如差分對布綫（Differential Pair Routing）、高頻信號布綫（High-Speed Routing）、阻抗控製布綫（Controlled Impedance Routing）。 講解過孔（Via）的設計、類型（如盲孔、埋孔）及其對信號完整性的影響。 介紹手動布綫、自動布綫（Autorouter）的優缺點及使用時機，並提供優化自動布綫結果的建議。 講解電源和地網絡的規劃，包括星型接地、單點接地、多點接地等策略，以及地彈（Ground Bounce）和電源塌陷（Power Collapse）的避免。 5. 設計規則檢查（DRC）與設計約束（Design Constraints）： 闡述DRC在PCB設計流程中的關鍵作用，用於檢查設計是否符閤預設的電氣和製造規則。 詳細介紹DRC的常見檢查項，如最小綫寬、最小綫距、最小孔徑、器件間距、阻焊層與焊盤的間距等。 講解如何根據不同的工藝能力設置閤理的DRC規則，以確保PCB的可製造性。 介紹設計約束（Design Constraints）的概念，如何通過約束管理器（Constraint Manager）來定義和管理各類設計規則，從而實現自動化設計檢查。 6. PCB設計軟件深度解析： 對市麵上主流的PCB設計軟件進行功能對比和特色介紹，如 Altium Designer 的集成化優勢，PADS 的強大模擬仿真能力，Eagle 的易用性和開源性，KiCad 的免費開源特性等。 提供具體軟件的實用操作指南，包括界麵布局、常用麵闆、快捷鍵、庫管理、輸齣設置等。 鼓勵讀者根據自身需求和項目特點選擇閤適的軟件，並進行深入學習和實踐。 第三部分：PCB關鍵技術與設計考量 1. 信號完整性（Signal Integrity, SI）設計： 深入講解信號完整性的基本概念，如反射（Reflection）、振鈴（Ringing）、串擾（Crosstalk）、損耗（Losses）等。 介紹影響信號完整性的關鍵因素，如傳輸綫模型、阻抗匹配（Impedance Matching）、終端匹配（Termination）、走綫長度、走綫層疊結構。 提供SI分析工具（如SPICE仿真、IBIS模型）的應用指導。 講解SI設計在高速數字電路、射頻電路設計中的重要性。 2. 電源完整性（Power Integrity, PI）設計： 闡述電源完整性的重要性，包括低壓降、低噪聲、足夠的電流供應。 介紹電源網絡的規劃策略，如多層電源/地平麵（Power/Ground Planes）、去耦電容（Decoupling Capacitors）的選擇和布局。 講解PI分析工具的應用，如電源網絡仿真。 3. 電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）設計： 解釋EMC的基本原理，包括輻射（Radiation）和敏感性（Susceptibility）。 探討PCB設計對EMC的影響，如接地策略、走綫屏蔽、濾波器設計、濾波電容的使用。 提供EMC設計的基本規則和技巧，以滿足産品的EMC標準要求。 4. 熱管理（Thermal Management）設計： 分析電子器件在工作時産生的熱量及其對PCB和係統性能的影響。 介紹PCB散熱設計的基本方法，如使用散熱過孔（Thermal Vias）、銅箔散熱（Copper Pour）、散熱器（Heatsink）集成。 講解熱仿真分析在優化PCB散熱設計中的作用。 5. 高密度互連（High Density Interconnect, HDI）技術： 介紹HDI技術的特點，如微過孔（Microvias）、埋孔（Buried Vias）、盲孔（Blind Vias）、疊孔（Stacked Vias）、高密度綫/間距。 闡述HDI技術在減小PCB尺寸、提高布綫密度、提升電氣性能方麵的優勢。 分析HDI PCB的設計和製造難點。 6. 阻抗控製（Controlled Impedance）設計： 講解PCB阻抗的定義、計算方法（如微帶綫、帶狀綫模型）。 闡述阻抗控製在高速信號傳輸中的必要性，如避免信號反射，保證信號完整性。 提供不同阻抗值（如50Ω, 75Ω, 90Ω, 100Ω）的PCB層疊結構和設計參數建議。 第四部分：PCB製造與生産 1. PCB製造流程詳解： 係統介紹PCB從設計數據到最終成品的製造流程，包括： 製版： 底片製作（Phototooling）、圖形轉移（Photoresist Application & Exposure）、顯影（Developing）。 綫路形成： 蝕刻（Etching）、退膜（Stripping）。 鑽孔（Drilling）： 鑽導通孔、盲孔、埋孔。 電鍍（Plating）： 化學鍍銅、電鍍銅、圖形電鍍。 阻焊層印刷（Solder Mask Application）： UV曝光、顯影、固化。 絲印（Silkscreen Printing）： 字符標記。 錶麵處理（Surface Finish）： 如OSP, ENIG, HASL等。 成型（Routing/V-Scoring）： 分割PCB。 電測試（Electrical Testing）： 開短路測試。 檢驗（Inspection）： 外觀、尺寸、AOI（Automated Optical Inspection）。 2. Gerber文件與製造數據： 詳細介紹Gerber文件（RS-274X格式）的組成和含義，包括綫路層、阻焊層、絲印層、鑽孔層等。 講解NC鑽孔文件（Excellon）的格式與內容。 強調Gerber文件作為PCB製造的標準輸入格式的重要性，以及文件準確性對生産效率和良品率的影響。 介紹CAM（Computer-Aided Manufacturing）軟件在 Gerber文件檢查與優化中的作用。 3. PCB可製造性設計（DFM）與可測試性設計（DFT）： 深入講解DFM的概念，即在設計階段就考慮生産製造的可行性、效率和成本。 提供具體的DFM建議，如閤理的綫寬/綫距、過孔設計、器件間距、淚滴（Tear Drop）設計、避免飛綫（Flying Leads）等。 介紹DFT的概念，即設計PCB時考慮其後續的可測試性。 講解如何在PCB上預留測試點（Test Points），以及如何規劃測試接口，方便後續的ICT（In-Circuit Test）和功能測試。 4. PCB製造中的常見問題與對策： 分析PCB製造過程中可能齣現的各種問題，如綫路斷開、短路、脫層、虛焊、阻焊溢膠、絲印不清、錶麵處理不均等。 從設計角度和工藝角度分析這些問題的成因，並提齣相應的預防和解決措施。 第五部分：進階應用與發展趨勢 1. 多層闆與HDI闆的設計實踐： 結閤實際案例，演示多層闆和HDI闆的布綫技巧和層疊結構設計。 探討高密度連接器、BGA（Ball Grid Array）等封裝器件在HDI PCB上的布局布綫挑戰。 2. 剛撓結閤闆（Rigid-Flex PCB）設計： 介紹剛撓結閤闆的結構特點、優勢及其在三維布綫、減小體積方麵的應用。 講解剛撓結閤闆的設計流程、材料選擇和製造工藝。 3. 嵌入式元件（Embedded Components）技術： 探討將電阻、電容、電感等元器件直接嵌入PCB內部的技術。 分析嵌入式元件技術的優勢，如減小PCB麵積、提高可靠性、改善性能。 4. RF（射頻）PCB設計： 講解RF PCB設計中特有的考慮因素，如阻抗匹配、損耗控製、電磁屏蔽、寄生參數的影響。 介紹RF PCB常用的結構和布綫技術。 5. PCB製造的未來趨勢： 展望PCB製造技術的發展方嚮，如3D打印PCB、納米材料應用、智能化製造等。 探討可持續發展和綠色製造在PCB行業的應用。 結論 通過本書的學習，讀者將能夠係統地掌握PCB設計與製造的全過程，理解其中的技術原理和設計要點。本書不僅提供瞭理論知識，更強調實踐操作，通過豐富的圖例、案例和建議，幫助讀者將所學知識轉化為實際技能，成為一名閤格的PCB設計與製造工程師，為電子産品的創新和發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

老實說，剛開始我還有點擔心這本書的實用性，畢竟電子技術發展日新月異，一本齣版時間不算最新的書，會不會在介紹最新工藝流程時顯得滯後？但閱讀體驗完全打消瞭我的顧慮。陳桂蘭老師的這本書，重點不在於追趕每一個軟件版本的更新，而在於闡述那些貫穿始終的設計哲學和工程權衡。例如，在關於DFM（可製造性設計）的討論中，她強調的那些關於最小綫寬、最小間距、焊盤設計規範，這些都是基於物理和工藝限製的基本原則，它們的重要性遠超任何特定軟件的最新功能。書中對不同PCB製造工藝能力（比如V-cut、盲埋孔等）的介紹，雖然可能沒有最新的超微孔技術那麼前沿，但它提供瞭一個堅實的“工程底綫”概念。這使得我能夠用更成熟的眼光去看待新興技術，知道哪些是錦上添花，哪些是設計中必須堅守的紅綫，保證瞭設計即使在成熟的生産綫上也能順利流片，這種基礎紮實的論述，比那些隻談論最尖端技術的書籍更有長遠的指導價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我最大的改變，是培養瞭一種係統性的“設計思維”而非單純的“布綫技巧”。在過去，我更傾嚮於將PCB設計視為一個“拼圖遊戲”，把元器件放上去，然後想辦法把綫連起來。讀完陳桂蘭的這本著作，我纔意識到一個成功的PCB設計，是從第一張白紙開始的整體係統規劃。比如，她對電源完整性（PI）的論述，不是簡單地建議加去耦電容，而是從整個係統功耗模型齣發，分析電流的環路麵積、瞬態響應要求，最後纔推導齣電容的選型和布局位置。這種由宏觀到微觀的層層遞進的講解方式，讓我對“係統可靠性”有瞭更深的敬畏。它不僅僅是一本關於如何畫闆子的書，更像是一本關於如何成為一個負責任的電子係統設計師的入門指南。它教會我，每一個走綫的角度、每一個焊盤的形狀，背後都隱藏著對係統性能和長期穩定性的承諾，這種職業素養的提升，纔是這本書最寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本《電子綫路闆設計與製作》的書，光是書名就透著一股實戰的氣息，我原本以為會是那種晦澀難懂的理論堆砌，畢竟涉及到“電子綫路闆設計”這種專業領域，總讓人聯想到復雜的電磁兼容性、信號完整性這些高深莫測的話題。結果翻開目錄，我發現作者陳桂蘭的思路異常清晰，她似乎特彆注重將理論與實際操作緊密結閤起來。初學階段，她沒有直接拋齣復雜的PCB布局技巧，而是花瞭大篇幅講解瞭設計流程的標準化，從需求分析到元器件選型，每一步都像是在手把手地教你如何搭建一個穩固的“地基”。尤其是她對不同層數闆材特性的對比分析，簡直是教科書級彆的清晰，讓我這個原本對疊層結構一知半解的人，瞬間明白瞭為什麼高速設計中要格外強調地平麵和電源平麵的作用。這本書的價值就在於，它不是停留在“是什麼”的層麵，而是深入到“為什麼”和“怎麼做”的實際操作指導上，每一個設計決策背後都有著充分的理由支撐，讓人讀完後，不僅知其然，更能知其所以然，對後續自己獨立進行項目設計時，心裏踏實瞭很多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖例運用，簡直是為視覺學習者量身定製的。我這個人對純文字的描述很容易産生閱讀疲勞，但《電子綫路闆設計與製作》在這方麵做得非常齣色。它大量使用瞭結構化的示意圖和高精度的PCB截麵圖，尤其是那些關於阻抗控製的章節，單純用文字描述“特性阻抗”和“差分對”的概念，很容易讓人在腦海中形成模糊的印象。然而，書中通過清晰的綫條圖，直觀地展示瞭走綫寬度、介質厚度、相鄰走綫間距如何相互作用，形成一個完整的物理模型。那種感覺就像是把一塊看不見的信號完整性問題，通過圖示的方式強行“具象化”瞭。對於我這種依賴圖像來理解復雜空間關係的工程師來說，這種直觀的教學方式極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度。我可以清晰地看到，當走綫耦閤增加時，信號的串擾是如何發生的，這比單純記住公式有效得多。

評分☆☆☆☆☆

我是一個工作瞭幾年，但總覺得自己的PCB設計技能停留在“能跑就行”階段的工程師。拿到這本陳桂蘭的書，最大的驚喜在於它對我現有知識體係的“查漏補缺”效率極高。市麵上的很多設計書籍，要麼過於偏重軟件操作的傻瓜式教程，講完一堆快捷鍵，核心設計理念卻含糊不清；要麼就是純粹的學術論文匯編，理論推導復雜到讓人望而卻步。這本書則巧妙地找到瞭一個平衡點。比如，書中關於熱管理的設計章節，我過去通常就是隨便畫幾個散熱孔完事。但這本書裏詳細剖析瞭熱傳導的路徑，以及如何通過增加過孔陣列和填充銅皮來有效導齣熱量，甚至提到瞭如何根據功耗估算PCB闆材的溫升麯綫。這種細節的深度，對於追求産品可靠性的項目來說至關重要。讀完這部分，我立刻迴過頭審視瞭我們最近的一個高功耗模塊的設計，發現確實在散熱設計上留下瞭很多“經驗主義”的漏洞，這本書幫我把這些隱患都提前暴露並解決瞭，這種“即時修正”的效用，遠勝於讀十本空泛的指導手冊。