印制电路板的可靠性设计 (2010 年度畅销榜NO.4768 )

产品的可靠性是产品的重要指标，它直接影响到产品的使用价值。印制电路板的可靠性是目前广大电路工程师广泛关注的问题。为了提供一本系统、全面介绍PCB可靠性设计书籍，为设计电路提供强有力的帮助，本书作者根据多年的实践和理论经验以及与电路工程师的交流，在第一手资料的基础上，编著了本书。
为了在有限的篇幅里阐述更多更全面的可靠性设计知识，本书内容通过精心筛选，力求叙述严谨、通俗精炼、言简意赅。同时，因为着重于实践，所以本书在有些地方直接给出结论或者设计方法，目的是做到通俗易懂，减少理论说教。
本书可以作为广大电子工程师、PCB设计工程师、可靠性设计工程师、可靠性检测工程师以及高校学生的教科书或可靠性设计指导工具书。

第1章可靠性概述
1.1可靠性一词的来源
1.1.1起源
1.1.2开始进入工业界
1.2可靠性的发展
1.3可靠性的定义
1.3.1可靠性定义的说明
1.4可靠性的重要性
1.5可靠性指标
1.5.1可靠度
1.5.2平均故障间隔时间
1.5.3失效密度
1.6可靠性设计
1.6.1可靠性分析
1.6.1.1串联系统
1.6.1.2并联系统
1.6.2可靠性预计
1.6.3可靠性试验
1.6.3. 1环境测试
1.6.3. 2EMC测试
1.6.3. 3外观测试
1.6.3.4寿命测试
1.6.3. 5软件测试
1. 7提高设备可靠性的技术措施
1. 8印制电路板的可靠性设计
第2章PCB设计
2. 1PCB的几个基本概念
2. 2印制电路板设计步骤
2.2.1电路原理图的设计
2.2.2网络表的生成
2.2.3印制电路板的设计
2.3原理图设计
2.3.1开启设计环境
2.3.2设置原理图环境
2.3. 3加载元器件库
2.3.4元器件放置
2.3.4.1元器件选取放置
2.3.4.2元器件属性设置
2.3.4.3电源和地线连接
2.3.5电气连接
2.3.5.1放置导线
2.3.5.2放置接点
2.3.5.3绘制总线
2.3.6ERC检查
2.3.7文件整理保存、打印输出
2.4PCB设汁
2.4.1印制板的层数添加
2.4.2绘制自定义封装库
2.4.3导入网络表
2.4.4布局
2.4.5布线
2.4.5.1设置布线规则
2.4.5.2布线
2.4.5.3修改布线
2.4.6D1lC检查
2.4.7整理文档、制板
第3章PCB可靠性布局
3. 1规划PCB板的基本结构
3. 2元器件的合理布局
3.2.1布局原则
3.2.2元器件的布局
3.2.2.1元器件放置
3.3布局的检查
3.4BGA布局布线
3.4.1BGA封装
3.4.2BGA布局布线注意事项
3.4.3BGA焊接
3.4.3.1BGA器件焊接点检测中存在的问题
3.4.3.2BGA器件检测方式的探索
第4章 PCB板叠层和阻抗设计
4.1电路板的层叠
4.2特性阻抗
4.2.1特征阻抗
4.2.2特性阻抗的计算
4.2.3阻抗控制和阻抗控制
4.3标准阻抗叠层设计模板
4.3.1标准阻抗模板的说明
4.3.2模标准阻抗板类型
第5章高速信号布线的可靠性
5.1高速信号的传输线效应
5.1.1高速信号的确定
5.1.2传输线效应
5.1.2.1传输线的定义
5.1.2.2传输线效应
5.1.3传输线高频特性分析
5.1.4避免传输线效应的方法
5.1.4.1控制关键信号线的走线长度
5.1.4.2合理叠层和特性阻抗
5.1.4.3合理规划走线的拓扑结构
5.1.4.4抑止电磁干扰的方法
5.1.4.5其他可采用技术
5.2高速信号布线技巧
5.3蛇形走线
5.4高速时钟信号布线
5.5过孑L
5.5.1过孔的分类
5.5.2过孔的分布参数
5.5.2.1过孔的寄生电容
5.5.2.2过孔的寄生电感
5.5.3过孔模型的高频特性分析
5.5.4过孔和树桩对单端阻抗的影响
5.5.5高速PCB中的过孔设计
5.6布局布线技术的发展方向
第6章电源的可靠性设计
6.1电源的可靠性设计
6.1.1确定电源种类
6.1.2估算电流确定电源线宽
6.2地线的可靠性设计
6.2.1地的分类
6.2.2接地方式
6.2.2. 1单点接地
6.2.2.2多点接地
6.2.2.3混合接地
6.2.2.4悬浮接地
6.2.3接地电阻
6.2.3.1对接地电阻的要求
6.2.3.2降低接地电阻的方法
6.3去耦电容配置
6.3.1去耦电容的分类
6.3.2去耦电容的大小
6.3.3合理布置去耦电容
6.3.3.1电容的等效模型
6.3.3.2电容引线的作用
6.3.3.3温度对电容的影响
6.3.3.4电压对电容的影响
6.3.4合理的布置去耦电容
6.4跨分割问题
6.4.1跨分割问题
6.4.2跨分割走线的危害
6.4.3避免跨分割的办法
6.5隔离技术
6.5.1信号隔离
6.5.2隔离信号布局布线
第7章PCB热设计
7.1散热的基本知识
7.1.1热传递
7.1.2导热片
7. 1.3热管
7.2热设计
7.2.1散热
7.2.1.1散热解决方案
7.2.1.2风扇散热
7.2.2热设计的一般准则
7.2.3热设计的检验
7.2.3.1热电偶
7.2.3.2温升测试
7. 3 PCB热设计
第8章环境因素影响
8. 1环境剖面
8.1.1产品运输环境
8.1.2产品存储环境
8.1.3环境因素与失效的关系
8.2环境应力筛选试验
8.2. 1环境应力筛选定义
8.2.2环境应力筛选分类
8.2.3项目与应力的确定
8.2.4高效应力筛选
8.2.5注意事项
第9章温湿度设计
9.1温度和湿度基本知识
9.1.1温度
9.1.2湿度
9.2温湿度测试
9.2.1温湿度试验
9.2.2温湿度测试和失效
9.2.2.1高温高湿操作
9.2.2.2温湿度循环
9.2.2.3高温储存
9.2.2.4低温操作
9.2.2.5热冲击
9.2.2.6湿度
9.2.2.7老化测试
9.3具体案例分析
9.3.I电阻失效
9.3.2电路板焊锡破裂
9.3.3 PCB板非正常关机
9.3.4PCB板工作不正常
9.3.5PCB板漏电流增大
9.3.6PIN脚焊锡断裂
9.3.7PCB低温下不能开机工作
9.3.8PCB高温后不能开机工作
第10章振动与冲击
10.1振动与冲击简介
10.2振动与冲击的影响
10.3振动与冲击的预防
10.3.1抗振设计
10.3.2振动与冲击试验
第11章 PCB的EMC设计
11.1EMI和EMC
11.1.1电磁干扰
11.1.2电磁兼容
11.1.3电磁兼容标准
11.1.4电磁污染和危害
11.1.4.1电磁污染
11.1.4.2电磁干扰的危害
11.2EMC设计
11.2.1EMC设计金字塔
11.2.2电磁屏蔽
11.2.3滤波
11.2.4电源、接地技术
11.3PCB的EMC设计

产品的可靠性是产品的一个重要指标，以往可靠性被忽视。一部产品的可靠性发展史，就是产品不可靠的教训史。 产品的可靠性直接影响到产品的使用价值，尤其是对于军用通信设备，更具有特别重要的意义，军用通信设备是战争的千里眼、顺风耳，一旦发生故障，指挥则会失灵，从而影响整个战局。 产品的可靠性不仅影响生产公司的前途，而且影响到使用者的安全。可靠性好的产品，不但可以减少公司的维修费用，而且可以很快就打出品牌，大幅度提升公司形象，增加公司收入；我们之所以选择知名品牌，最主要是因为它能在我们期望的时间可靠地工作(也就是不会坏)。提升产品的可靠性，是打出品牌的必经之路。 在我国，尤其是电子方面，很多工程师不重视或者忽视电路板的可靠性，在设计过程中，只注重原理和功能的设计，在设计好原理图后，认为布线只要布通就可以了，而不考虑电路板在一个产品中的重要性、电路板出故障或问题的概率、电路中信号的完整性、电路的EMI和EMC特性。随着产品的可靠性发展和越来越受到重视，在设计时不再是简单的导线连接，而是必须考虑电路中信号的完整性、电路的EMI和EMC特性。 印制电路板的可靠性是目前很多工程师需要注意的问题，电路的可靠性直接影响整个产品的性能，但是国内目前介绍可靠性方面的书籍非常少，尤其是电路方面可靠性的设计，只是在网站上有一些简单的、不成系统的、单一方面的介绍可靠性的文章。 为了能够提供给大家一个系统的、全面的印制电路板可靠性设计书籍，为大家设计电路提供强有力的帮助，本书作者根据自己多年的实践和理论经验以及与众多电子工程师、印制电路板设计工程师、可靠性设计工程师、可靠性检测工程师的讨论和请教，取得了第一手的资料，在此向他们表示衷心的感谢。同时，也参考了网上部分资料的内容，在此也表示衷心的感谢。 本书通过精心筛选，力求在有限的篇幅里阐述更多更全面的可靠性设计的知识，力求叙述严谨、通俗精炼、言简意赅。同时，因为该书是一本实践性很强的工具书，所以在书中有些地方直接给出了最后的结论或者设计方法，目的是做到通俗易懂，减少理论的说教。该书适合作为广大电子工程师、印制电路板设计工程师、可靠性设计工程师、可靠性检测工程师以及高校在校学生的教科书和电路设计指导工具书。 本书由下列人员共同编写：钱毓清、黄书伟(第1章)，黄书伟(第2章至第6章，并负责全书的统稿工作)，卢申林(第7章、第9章)，卢申林、钱毓清(第8章)，钱毓清(第10章)，张立(第11章)。 本书的出版得到了赵丹玲、何小斌、朱黎、胡秀兰等大力支持和帮助，他们提出了很多宝贵的意见和建议，写作了部分内容的初稿；全书由赵丹玲负责插图的排版，徐德强负责插图的设计。同时，对本书参考文献作者以及支持此书出版的人们致以最真挚的谢意! 本书根据科研成果和工程实践经验编著而成，由于编者水平有限，难免有疏漏或者错误之处，恳请读者批评指正