本书共15章，重点介绍了印制电路板（PCB）的焊盘、过孔、叠层、走线、接地、去耦合、电源电路、时钟电路、模拟电路、高速数字电路、模数混合电路、射频电路的PCB设计的基本知识、设计要求、方法和设计实例，以及PCB的散热设计、PCB的可制造性与可测试性设计、PCB的ESD防护设计等。本书内容丰富，叙述详尽清晰，图文并茂，并通过大量的设计实例说明了PCB设计中的一些技巧与方法，以及应该注意的问题，工程性好，实用性强。

第1章焊盘的设计1
1.1元器件在PCB上的安装形式1
1.1.1元器件的单面安装形式1
1.1.2元器件的双面安装形式1
1.1.3元器件之间的间距2
1.1.4元器件的布局形式4
1.1.5测试探针触点/通孔尺寸8
1.1.6Mark（基准点）8
1.2焊盘设计的一些基本要求11
1.2.1焊盘类型11
1.2.2焊盘尺寸12
1.3通孔插装元器件的焊盘设计12
1.3.1插装元器件的孔径12
1.3.2焊盘形式与尺寸13
1.3.3跨距13
1.3.4常用插装元器件的安装孔径和焊盘尺寸14
1.4SMD元器件的焊盘设计15
1.4.1片式电阻、片式电容、片式电感的焊盘设计15
1.4.2金属电极的元件焊盘设计18
1.4.3SOT23封装的器件焊盘设计19
1.4.4SOT-5DCK/SOT-5DBV（5/6引脚）封装的器件焊盘设计19
1.4.5SOT89封装的器件焊盘设计20
1.4.6SOD123封装的器件焊盘设计21
1.4.7SOT143封装的器件焊盘设计21
1.4.8SOIC封装的器件焊盘设计21
1.4.9SSOIC封装的器件焊盘设计22
1.4.10SOPIC封装的器件焊盘设计22
1.4.11TSOP封装的器件焊盘设计23
1.4.12CFP封装的器件焊盘设计24
1.4.13SOJ封装的器件焊盘设计24
1.4.14PQFP封装的器件焊盘设计25
1.4.15SQFP封装的器件焊盘设计25
1.4.16CQFP封装的器件焊盘设计26
1.4.17PLCC（方形）封装的器件焊盘设计27
1.4.18QSOP（SBQ）封装的器件焊盘设计27
1.4.19QFG32/48封装的器件焊盘设计27
1.5DIP封装的器件焊盘设计28
1.6BGA封装的器件焊盘设计29
1.6.1BGA封装简介29
1.6.2BGA表面焊盘的布局和尺寸30
1.6.3BGA过孔焊盘的布局和尺寸33
1.6.4BGA信号线间隙和走线宽度34
1.6.5BGA的PCB层数35
1.6.6?BGA封装的布线方式和过孔36
1.6.7Xilinx公司推荐的BGA、CSP和CCGA封装的PCB焊盘设计规则36
1.6.8VFBGA焊盘设计39
1.6.9LFBGA焊盘设计40
1.7UCSP封装的器件焊盘设计41
1.7.1UCSP封装结构42
1.7.2UCSP焊盘结构的设计原则和PCB制造规范42
1.7.3UCSP和WCSP焊盘设计实例44
1.8DirectFET封装的器件焊盘设计46
1.8.1DirectFET封装技术简介46
1.8.2Sx系列外形器件的焊盘设计47
1.8.3Mx系列外形器件的焊盘设计48
1.8.4Lx系列外形器件的焊盘设计48
第2章过孔50
2.1过孔模型50
2.1.1过孔类型50
2.1.2过孔电容50
2.1.3过孔电感51
2.1.4过孔的电流模型51
2.1.5典型过孔的R、L、C参数52
2.2过孔焊盘与孔径的尺寸52
2.2.1过孔的尺寸52
2.2.2高密度互连盲孔的结构与尺寸54
2.2.3高密度互连复合通孔的结构与尺寸56
2.2.4高密度互连内核埋孔的结构与尺寸57
2.3过孔与焊盘图形的关系58
2.3.1过孔与SMT焊盘图形的关系58
2.3.2过孔到金手指的距离59
2.4微过孔59
2.5背钻60
2.5.1背钻技术简介60
2.5.2背钻设计规则61
第3章PCB的叠层设计65
3.1PCB叠层设计的一般原则65
3.2多层板工艺67
3.2.1层压多层板工艺67
3.2.2HDI印制板68
3.2.3BUM（积层法多层板）工艺70
3.3多层板的设计71
3.3.14层板的设计71
3.3.26层板的设计72
3.3.38层板的设计73
3.3.410层板的设计74
3.4利用PCB叠层设计抑制EMI辐射76
3.4.1PCB的辐射源76
3.4.2共模EMI的抑制77
3.4.3设计多电源层抑制EMI78
3.4.4利用拼接电容抑制EMI78
3.4.5利用边缘防护技术抑制EMI81
3.4.6利用内层电容抑制EMI82
3.4.7PCB叠层设计实例83
3.5PCB电源/地平面85
3.5.1PCB电源/地平面的功能和设计原则85
3.5.2PCB电源/地平面叠层和层序86
3.5.3PCB电源/地平面的叠层电容90
3.5.4PCB电源/地平面的层耦合90
3.5.5PCB电源/地平面的谐振91
3.6利用EBG结构降低PCB电源/地平面的EMI92
3.6.1EBG结构简介92
3.6.2EBG结构的电路模型96
3.6.3支撑介质对平面型EBG结构带隙特性的影响98
3.6.4利用EBG结构抑制SSN噪声101
第4章走线103
4.1寄生天线的电磁辐射干扰103
4.1.1电磁干扰源的类型103
4.1.2天线的辐射特性103
4.1.3寄生天线106
4.2PCB上走线间的串扰107
4.2.1互容107
4.2.2互感108
4.2.3拐点频率和互阻抗模型110
4.2.4串扰类型111
4.2.5减小PCB上串扰的一些措施112
4.3PCB传输线的拓扑结构115
4.3.1PCB传输线简介115
4.3.2微带线115
4.3.3埋入式微带线116
4.3.4单带状线117
4.3.5双带状线或非对称带状线117
4.3.6差分微带线和差分带状线118
4.3.7传输延时与介电常数?r的关系119
4.3.8PCB传输线设计与制作中应注意的一些问题119
4.4低电压差分信号（LVDS）的布线125
4.4.1LVDS布线的一般原则125
4.4.2LVDS的PCB走线设计127
4.4.3LVDS的PCB过孔设计131
4.5PCB布线的一般原则132
4.5.1控制走线方向132
4.5.2检查走线的开环和闭环132
4.5.3控制走线的长度133
4.5.4控制走线分支的长度134
4.5.5拐角设计134
4.5.6差分对走线135
4.5.7控制PCB导线的阻抗和走线终端匹配136
4.5.8设计接地保护走线136
4.5.9防止走线谐振137
4.5.10布线的一些工艺要求137
第5章接地141
5.1地线的定义141
5.2地线阻抗引起的干扰141
5.2.1地线的阻抗141
5.2.2公共阻抗耦合干扰147
5.3地环路引起的干扰148
5.3.1地环路干扰148
5.3.2产生地环路电流的原因149
5.4接地的分类150
5.4.1安全接地150
5.4.2信号接地150
5.4.3电路接地151
5.4.4设备接地152
5.4.5系统接地153
5.5接地的方式153
5.5.1单点接地153
5.5.2多点接地155
5.5.3混合接地156
5.5.4悬浮接地157
5.6接地系统的设计原则157
5.6.1理想的接地要求158
5.6.2接地系统设计的一般规则158
5.7地线PCB布局的一些技巧159
5.7.1参考面159
5.7.2避免接地平面开槽160
5.7.3接地点的相互距离162
5.7.4地线网络163
5.7.5电源线和地线的栅格164
5.7.6电源线和地线的指状布局形式166
5.7.7最小化环面积167
5.7.8按电路功能分割接地平面169
5.7.9局部接地平面170
5.7.10参考层的重叠172
5.7.1120H原则173
第6章去耦合175
6.1去耦滤波器电路的结构与特性175
6.1.1典型的RC和LC去耦滤波器电路结构175
6.1.2去耦滤波器电路的特性177
6.2RLC元件的射频特性179
6.2.1电阻（器）的射频特性179
6.2.2电容（器）的射频特性179
6.2.3电感（器）的射频特性180
6.2.4串联RLC电路的阻抗特性181
6.2.5并联RLC电路的阻抗特性181
6.3去耦电容器的PCB布局设计182
6.3.1去耦电容器的安装位置182
6.3.2去耦电容器的并联和反谐振188
6.4使用去耦电容降低IC的电源阻抗192
6.4.1电源阻抗的计算模型192
6.4.2IC电源阻抗的计算193
6.4.3电容器靠近IC放置的允许距离194
6.5PDN中的去耦电容198
6.5.1去耦电容器的电流供应模式198
6.5.2IC电源的目标阻抗199
6.5.3去耦电容器组合的阻抗特性200
6.5.4PCB上的目标阻抗202
6.6去耦电容器的容量计算203
6.6.1计算去耦电容器容量的模型203
6.6.2确定目标阻抗204
6.6.3确定大容量电容器的容量204
6.6.4确定板电容器的容量205
6.6.5确定板电容器的安装位置206
6.6.6减少ESLcap207
6.6.7m?级超低目标阻抗设计208
6.7片状三端子电容器的PCB布局设计208
6.7.1片状三端子电容器的频率特性208
6.7.2使用三端子电容器减小ESL210
6.7.3三端子电容器的PCB布局与等效电路210
6.7.4三端子电容器的应用212
6.8X2Y?电容器的PCB布局设计213
6.8.1采用X2Y?电容器替换穿心式电容器213
6.8.2X2Y电容器的封装形式和尺寸213
6.8.3X2Y电容器的应用与PCB布局214
6.9铁氧体磁珠的PCB布局设计216
6.9.1铁氧体磁珠的基本特性216
6.9.2片式铁氧体磁珠217
6.9.3铁氧体磁珠的选择219
6.9.4铁氧体磁珠在电路中的应用220
6.9.5铁氧体磁珠的安装位置221
6.9.6利用铁氧体磁珠为FPGA设计电源隔离滤波器222
6.10小型电源平面“岛”供电技术229
6.11掩埋式电容技术229
6.11.1掩埋式电容技术简介229
6.11.2使用掩埋式电容技术的PCB布局实例230
6.12可藏于PCB基板内的电容器232
第7章电源电路设计实例233
7.1开关型调节器PCB布局的基本原则233
7.1.1接地233
7.1.2合理布局稳压元件234
7.1.3将寄生电容和寄生电感减至最小235
7.1.4创建切实可行的电路板布局236
7.1.5电路板的层数237
7.2DC-DC转换器的PCB布局设计指南237
7.2.1DC-DC转换器的EMI辐射源237
7.2.2DC-DC转换器的PCB布局的一般原则238
7.2.3DC-DC转换器的PCB布局注意事项239
7.2.4减小DC-DC变换器中的接地反弹245
7.2.5基于MAX1954的DC-DC转换器PCB设计实例251
7.2.6基于ADP1850的DC-DC降压调节器PCB设计实例254
7.2.7DPA-SwitchDC-DC转换器的PCB设计实例258
7.3开关电源的PCB设计260
7.3.1开关电源PCB的常用材料260
7.3.2开关电源PCB布局的一般原则262
7.3.3开关电源PCB布线的一般原则264
7.3.4开关电源PCB的地线设计265
7.3.5TOPSwitch开关电源的PCB设计实例267
7.3.6TOPSwitch-GX开关电源的PCB设计实例269
第8章时钟电路的PCB设计272
8.1时钟电路PCB设计的基础272
8.1.1信号的传播速度272
8.1.2时序参数273
8.1.3时钟脉冲不对称的原因274
8.2时钟电路PCB设计的一些技巧276
8.2.1时钟电路布线的基本原则276
8.2.2采用蜘蛛形的时钟分配网络277
8.2.3采用树状式的时钟分配网络278
8.2.4采用分支结构的时钟分配网络278
8.2.5采用多路时钟线的源端端接结构279
8.2.6对时钟线进行特殊的串扰保护280
8.2.7固定延时的调整280
8.2.8可变延时的调整281
8.2.9时钟源的电源滤波282
8.2.10时钟驱动器去耦电容器安装实例283
8.2.11时钟发生器电路的辐射噪声与控制284
8.2.1250～800MHz时钟发生器电路PCB设计实例285
第9章模拟电路的PCB设计287
9.1模拟电路PCB设计的基础287
9.1.1放大器与信号源的接地点选择287
9.1.2放大器的屏蔽接地方法288
9.1.3放大器输入端电缆屏蔽层的接地形式289
9.1.4差分放大器的输入端接地形式291
9.1.5有保护端的仪表放大器接地形式292
9.1.6采用屏蔽保护措施292
9.1.7放大器电源的去耦293
9.2模拟电路PCB设计实例294
9.2.1不同封装形式的运算放大器PCB设计实例294
9.2.2放大器输入端保护环设计297
9.2.3单端输入差分输出放大器PCB的对称设计300
9.2.4蜂窝电话音频放大器PCB设计实例301
9.2.5参数测量单元（PMU）的PCB布线要求305
9.2.6D类功率放大器PCB设计实例309
9.3消除热电压影响的PCB设计312
9.3.1PCB上的热节点312
9.3.2温度等高线313
9.3.3电阻的PCB布局和热电压模型313
9.3.4同相放大器的热电压模型314
9.3.5消除热电压影响的同相和反相放大器PCB设计315
9.3.6消除热电压影响的差动放大器PCB设计316
9.3.7消除热电压影响的双运放同相放大器PCB设计316
9.3.8其他消除热电压影响的PCB设计技巧317
第10章高速数字电路的PCB设计319
10.1高速数字电路PCB设计的基础319
10.1.1时域与频域319
10.1.2频宽与上升时间的关系321
10.1.3时钟脉冲信号的谐振频率321
10.1.4电路的四种电性等效模型322
10.1.5“集总模型”与“离散模型”的分界点323
10.1.6传播速度与材料的介电常数之间的关系324
10.1.7高速数字电路的差模辐射与控制325
10.1.8高速数字电路的共模辐射与控制330
10.1.9高速数字电路的“地弹”与控制332
10.1.10高速数字电路的反射与控制334
10.1.11同时开关噪声（SSN）控制339
10.2Altera的MAX?Ⅱ系列CPLDPCB设计实例342
10.2.1MAX?Ⅱ系列100引脚MBGA封装的PCB布板设计实例342
10.2.2MAX?Ⅱ系列256引脚MBGA封装的PCB布板设计实例342
10.3XilinxVirtexTM-5系列PCB设计实例343
10.3.1XilinxPCB设计检查项目344
10.3.2VirtexTM-5FPGA的配电系统设计346
10.3.3VirtexTM-5FPGA1.0mmBGAFG676封装PCB设计实例357
10.4LatticeXPLFXP3TQ-100最小系统PCB设计实例359
10.5微控制器电路PCB设计实例361
10.5.1微控制器电路PCB设计的一般原则361
10.5.2AT89S52单片机最小系统PCB设计实例363
10.5.3ADuC845单片数据采集最小系统PCB设计实例365
10.5.4ARMS3C44B0X最小系统PCB设计实例368
10.5.5ARMSTM32最小系统PCB设计实例369
10.5.6TMS320F2812DSP最小系统PCB设计实例372
10.6高速接口信号的PCB设计376
10.6.1注意高速接口的一些关键信号376
10.6.2降低PCB玻璃纤维与环氧树脂的影响376
10.6.3高速信号导线设计要求377
10.6.4高速信号的参考平面378
10.6.5高速差分信号线布局380
10.6.6连接器和插座连接381
10.6.7通孔的连接382
10.6.8交流耦合电容器的放置383
10.6.9高速信号线的弯曲规则384
10.6.10PCB的叠层要求384
10.6.11ESD/EMI注意事项385
第11章模数混合电路的PCB设计386
11.1模数混合电路的PCB分区386
11.1.1PCB按功能分区386
11.1.2分割的隔离与互连387
11.2模数混合电路的接地设计388
11.2.1模拟地（AGND）和数字地（DGND）的连接388
11.2.2模拟地和数字地分割392
11.2.3采用“统一地平面”形式394
11.2.4数字和模拟电源平面的分割395
11.2.5最小化电源线和地线的环路面积396
11.2.6模数混合电路的电源和接地布局示例398
11.2.7多卡混合信号系统的接地400
11.3ADC驱动器电路的PCB设计404
11.3.1高速差分ADC驱动器的PCB设计404
11.3.2差分ADC驱动器裸露焊盘的PCB设计405
11.3.3低失真高速差分ADC驱动电路的PCB设计406
11.4ADC的PCB设计410
11.4.1ADC接地对系统性能的影响410
11.4.2ADC参考路径的PCB布局布线412
11.4.33.3V双路14位ADC的PCB设计413
11.4.416位SARADC的PCB设计422
11.4.524位?-?ADC的PCB设计427
11.5DAC的PCB设计430
11.5.1一个16位DAC电路430
11.5.2有问题的PCB设计431
11.5.3改进的PCB设计433
11.6模数混合电路PICtailTM演示板的PCB设计435
11.712位称重系统的PCB设计438
11.7.112位称重系统电路438
11.7.2没有采用接地平面的PCB设计438
11.7.3采用接地平面的PCB设计439
11.7.4增加抗混叠滤波器440
11.8传感器模拟前端（AFE）的PCB设计441
11.9模数混合系统的电源电路PCB设计446
11.9.1模数混合系统的电源电路结构446
11.9.2低噪声线性稳压器电路PCB设计例448
第12章射频电路的PCB设计451
12.1射频电路PCB设计的基础451
12.1.1射频电路和数字电路的区别451
12.1.2阻抗匹配453
12.1.3短路线和开路线455
12.1.4平面传输线457
12.1.5平面微带线谐振结构460
12.1.6定向耦合器461
12.1.7功率分配器462
12.1.8滤波电路的实现463
12.1.9微带天线465
12.1.10寄生振荡的产生与消除471
12.2射频电路PCB设计的一些技巧474
12.2.1利用电容的“零阻抗”特性实现射频接地474
12.2.2利用电感的“无穷大阻抗”特性辅助实现射频接地475
12.2.3利用“零阻抗”电容实现复杂射频系统的射频接地476
12.2.4利用半波长PCB连接线实现复杂射频系统的射频接地477
12.2.5利用1/4波长PCB连接线实现复杂射频系统的射频接地477
12.2.6利用1/4波长PCB微带线实现变频器的隔离478
12.2.7PCB连线上的过孔数量与尺寸478
12.2.8端口的PCB连线设计479
12.2.9谐振回路接地点的选择480
12.2.10PCB保护环480
12.2.11利用接地平面开缝减小电流回流耦合481
12.2.12隔离483
12.2.13射频电路PCB走线485
12.3射频小信号放大器PCB设计487
12.3.1射频小信号放大器的电路特点与主要参数487
12.3.2低噪声放大器抗干扰的基本措施488
12.3.31.9GHzLNA电路PCB设计实例490
12.3.4DC～6GHzLNA电路PCB设计实例490
12.4射频功率放大器PCB设计491
12.4.1射频功率放大器的电路特点与主要参数491
12.4.240～3600MHz晶体管射频功率放大器PCB设计实例493
12.4.360W、1.0GHz、28V的FET射频功率放大器PCB设计实例494
12.4.40.5～6GHz中功率射频功率放大器PCB设计实例495
12.4.550MHz～6GHz射频功率放大器模块PCB设计实例497
12.4.6蓝牙功率放大器PCB设计实例498
12.4.73.3～3.8GHz、15W的WiMAX功率放大器PCB设计实例499
12.5混频器PCB设计实例501
12.5.1混频器的电路特点与主要参数501
12.5.21.3～2.3GHz高线性度上变频器电路PCB设计实例503
12.5.3825～915MHz混频器电路PCB设计实例504
12.5.41.8～2.7GHzLNA和下变频器电路PCB设计实例507
12.5.51.7～2.2GHz下变频器电路PCB设计实例509
12.6PCB天线设计实例511
12.6.1300～450MHz发射器PCB环形天线设计实例511
12.6.2868MHz和915MHzPCB天线设计实例515
12.6.3915MHzPCB环形天线设计实例517
12.6.4紧凑型868/915MHz天线设计实例519
12.6.5868MHz/915MHz/955MHz倒FPCB天线设计实例520
12.6.6868MHz/915MHz/920MHz微型螺旋PCB天线设计实例521
12.6.72.4GHzF型PCB天线设计实例522
12.6.82.4GHz倒FPCB天线设计实例524
12.6.92.4GHz小尺寸PCB天线设计实例524
12.6.102.4GHz蜿蜒式PCB天线设计实例525
12.6.112.4GHz折叠偶极子PCB天线设计实例527
12.6.12868MHz/2.4GHz可选择单/双频段的单极子PCB天线设计实例528
12.6.132.4GHzYAGIPCB天线设计实例529
12.6.142.4GHz全波PCB环形天线设计实例530
12.6.152.4GHzPCB槽（slot）天线设计实例530
12.6.162.4GHzPCB片式天线设计实例530
12.6.172.4GHz蓝牙、802.11b/gWLAN片式天线设计实例531
12.7加载EBG结构的微带天线设计531
12.7.1利用叉型EBG结构改善天线方向图531
12.7.2利用电磁带隙结构实现锥形方向图533
12.7.3利用级联电磁带隙结构减少双频微带天线的互耦534
12.7.4利用电磁带隙结构改善微带天线阵性能536
12.8射频系统的电源电路PCB设计537
12.8.1射频系统的电源管理537
12.8.2射频系统的电源噪声控制541
12.8.3手持设备射频功率放大器的供电电路546
12.8.4用于RFPA的可调节降压DC-DC转换器PCB设计549
12.8.5具有MIPI?RFFE接口的RFPA降压DC-DC转换器PCB设计556
第13章PCB的散热设计563
13.1PCB散热设计的基础563
13.1.1热传递的三种方式563
13.1.2温度（高温）对元器件及电子产品的影响564
13.1.3PCB的热性能分析564
13.2PCB散热设计的基本原则565
13.2.1PCB基材的选择565
13.2.2元器件的布局567
13.2.3PCB的布线569
13.3PCB散热设计实例571
13.3.1均匀分布热源的稳态传导PCB的散热设计571
13.3.2铝质散热芯PCB的散热设计572
13.3.3PCB之间的合理间距设计573
13.3.4散热器的接地设计575
13.4器件的热特性与PCB散热设计576
13.4.1器件的封装形式576
13.4.2与器件封装热特性有关的一些参数579
13.4.3器件封装的基本热关系580
13.4.4常用IC封装的热特性582
13.4.5器件的优选功耗声明587
13.4.6优选功耗与器件封装和温度的关系588
13.5裸露焊盘的PCB散热设计591
13.5.1裸露焊盘简介591
13.5.2裸露焊盘连接的基本要求595
13.5.3裸露焊盘散热通孔的设计597
13.5.4裸露焊盘的PCB设计示例599
第14章PCB的可制造性与可测试性设计603
14.1PCB的可制造性设计603
14.1.1PCB可制造性设计的基本概念603
14.1.2PCB的可制造性设计管理605
14.1.3不同阶段的PCB可制造性设计控制606
14.1.4PCB的可制造性设计检查609
14.1.5PCB本身设计检查清单实例612
14.1.6PCB可制造性评审检查清单实例616
14.2PCB的可测试性设计621
14.2.1PCB可测试性设计的基本概念621
14.2.2PCB的可测试性检查623
14.2.3功能性测试的可测性设计的基本要求624
14.2.4在线测试对PCB设计的要求624
第15章PCB的ESD防护设计628
15.1PCB的ESD防护设计基础628
15.1.1ESD（静电放电）概述628
15.1.2ESD抗扰度试验629
15.2常见的ESD问题与改进措施630
15.2.1常见的影响电子电路的ESD问题630
15.2.2常见的ESD问题的改进措施632
15.3PCB的ESD防护设计635
15.3.1电源平面、接地平面和信号线的布局635
15.3.2隔离637
15.3.3注意“孤岛”形式的电源平面、地平面638
15.3.4工艺结构方面的PCB抗ESD设计639
15.3.5PCB上具有金属外壳的器件的处理642
15.3.6在PCB周围设计接地防护环643
15.3.7PCB静电防护设计的一些其他措施643
参考文献645