CAD技术在电子封装中的有哪些应用

如题所述

一些软件公司为此开发了专门的封装CAD软件,有实力的微电子制造商也在大学的协助下或独立开发了封装CAD系统。如1991年University of Utah在IBM公司赞助下为进行电子封装设计开发了一个连接着目标CAD软件包和相关数据库的知识库系统。电性能分析包括串扰分析、ΔI噪声、电源分配和S-参数分析等。通过分别计算每个参数可使设计者隔离出问题的起源并独立对每个设计参数求解。每一个部分都有一个独立的软件包或者一套设计规则来分析其参数。可布线性分析用来预测布线能力、使互连长度最小化、减少高频耦合、降低成本并提高可靠性;热性能分析程序用来模拟稳态下传热的情况;力学性能分析用来处理封装件在不同温度下的力学行为;最后由一个知识库系统外壳将上述分析工具和相关的数据库连接成一个一体化的系统。它为用户提供了一个友好的设计界面,它的规则编辑功能还能不断地发展和修改专家系统的知识库,使系统具有推理能力。

NEC公司开发了LSI封装设计的CAD/CAM系统——INCASE,它提供了LSI封装设计者和LSI芯片设计者一体化的设计环境。封装设计者能够利用INCASE系统有效地设计封装,芯片设计者能够通过网络从已储存封装设计者设计的数据库中寻找最佳封装的数据,并能确定哪种封装最适合于他的芯片。当他找不到满足要求的封装时,需要为此开发新的封装,并通过系统把必要的数据送达封装设计者。该系统已用于开发ASIC上,可以为同样的芯片准备不同的封装。利用该系统可以有效地改善设计流程,减少交货时间。

University of Arizona开发了VLSI互连和封装设计自动化的一体化系统PDSE(Packaging Design Support Environment),可以对微电子封装结构进行分析和设计。PDSE提供了某些热点研究领域的工作平台,包括互连和封装形式以及电、热、电-机械方面的仿真,CAD框架的开发和性能、可制造性、可靠性等。

Pennsylvania State University开发了电子封装的交互式多学科分析、设计和优化(MDA&O)软件,可以分析、反向设计和优化二维流体流动、热传导、静电学、磁流体动力学、电流体动力学和弹性力学,同时考虑流体流动、热传导、弹性应力和变形。

Intel公司开发了可以在一个CAD工具中对封装进行力学、电学和热学分析的软件——封装设计顾问(Package Design Advisor),可以使硅器件设计者把封装的选择作为他的产品设计流程的一部分,模拟芯片设计对封装的影响,以及封装对芯片设计的影响。该软件用户界面不需要输入详细的几何数据,只要有芯片的规范,如芯片尺寸、大概功率、I/0数等就可在Windows环境下运行。其主要的模块是:力学、电学和热学分析,电学模拟发生,封装规范和焊盘版图设计指导。力学模块是选择和检查为不同种类封装和组装要求所允许的最大和最小芯片尺寸,热学模块是计算θja和叭,并使用户在一个具体用途中(散热片尺寸,空气流速等)对封装的冷却系统进行配置,电学分析模块是根据用户输入的缓冲层和母线计算中间和四周所需要的电源和接地引脚数,电学模拟部分产生封装和用户指定的要在电路仿真中使用的传输线模型(微带线,带状线等)的概图。

LSI Logic公司认为VLSI的出现使互连和封装结构变得更复杂,对应用模拟和仿真技术发展分析和设计的CAD工具需求更为迫切。为了有效地管理设计数据和涉及电子封装模拟和仿真的CAD工具,他们提出了一个提供三个层面服务的计算机辅助设计框架。框架的第一层支持CAD工具的一体化和仿真的管理,该层为仿真环境提供了一个通用的图形用户界面;第二层的重点放在设计数据的描述和管理,在这一层提供了一个面向对象的接口来发展设计资源和包装CAD工具;框架的第三层是在系统层面上强调对多芯片系统的模拟和仿真。

Tanner Research公司认为高带宽数字、混合信号和RF系统需要用新方法对IC和高性能封装进行设计,应该在设计的初期就考虑基板和互连的性能。芯片及其封装的系统层面优化要求设计者对芯片和封装有一个同步的系统层面的想法,而这就需要同步进入芯片和封装的系统层面优化要求设计者对芯片和封装有一个同步的系统层面想法,而这就需要同步进入芯片封装的设计数据库,同步完成IC和封装的版图设计,同步仿真和分析,同步分离寄生参数,同步验证以保证制造成功。除非芯片及其封装的版图设计、仿真和验证的工具是一体化的,否则同步的设计需要就可能延长该系统的设计周期。Tanner MCM Pro实体设计环境能够用来设计IC和MCM系统。

Samsung公司考虑到微电子封装的热性能完全取决于所用材料的性能、几何参数和工作环境,而它们之间的关系非常复杂且是非线性的,由于包括了大量可变的参数,仿真也是耗时的,故开发了一种可更新的系统预测封装热性能。该系统使用的神经网络能够通过训练建立一个相当复杂的非线性模型,在封装开发中对于大量的可变参数不需要进一步的仿真或试验就能快速给出准确的结果,提供了快速、准确选择和设计微电子封装的指南。与仿真的结果相比,误差在1%以内,因此会成为一种既经济又有效率的技术。

Motorola公司认为对一个给定的IC,封装的设计要在封装的尺寸、I/0的布局、电性能与热性能、费用之间平衡。一个CSP的设计对某些用途是理想的,但对另一些是不好的,需要早期分析工具给出对任何用途的选择和设计都是最好的封装技术信息,因此开发了芯片尺寸封装设计与评价系统(CSPDES)。用户提供IC的信息,再从系统可能的CSP中选择一种,并选择互连的方式。

系统就会提供用户使用条件下的电性能与热性能,也可以选择另一种,并选择互连的方式。系统就会提供用户使用条件下的电性能与热性能,也可以选择另外一种,以在这些方面之间达到最好的平衡。当分析结束后,系统出口就会接通实际设计的CAD工具,完成封装的设计过程。

2.4 高度一体化、智能化和网络化阶段

从20世纪90年代末至今,芯片已发展到UL SI阶段,把裸芯片直接安装在基板上的直接芯片安装(DCA)技术已开始实用,微电子封装向系统级封装(SOP或SIP)发展,即将各类元器件、布线、介质以及各种通用比芯片和专用IC芯片甚至射频和光电器件都集成在一个电子封装系统里,这可以通过单级集成组件(SLIM)、三维(简称3D)封装技术(过去的电子封装系统都是限于xy平面二维电子封装)而实现,或者向晶圆级封装(WLP)技术发展。封装CAD技术也进入高度一体化、智能化和网络化的新时期。

新阶段的一体化概念不同于20世纪90年代初提出的一体化。此时的一体化已经不仅仅是将各种不同的CAD工具集成起来,而且还要将CAD与CAM(计算机辅助制造)、CAE(计算机辅助工程)、CAPP(计算机辅助工艺过程)、PDM(产品数据管理)、ERP(企业资源计划管理)等系统集成起来。这些系统如果相互独立,很难发挥企业的整体效益。系统集成的核心问题是数据的共享问题。系统必须保证数据有效、完整、惟一而且能及时更新。即使是CAD系统内部,各个部分共享数据也是一体化的核心问题。要解决这个问题,需要将数据格式标准化。目前有很多分析软件可以直接输入CAD的SAT格式数据。当前,数据共享问题仍然是研究的一个热点。

智能CAD是CAD发展的必然方向。智能设计(Intelligent Design)和基于知识库系统(Knowledge-basedSystem)的工程是出现在产品处理发展过程中的新趋势。数据库技术发展到数据仓库(Data Warehouse)又进一步发展到知识库(Knowledge Repository),从单纯的数据集到应用一定的规则从数据中进行知识的挖掘,再到让数据自身具有自我学习、积累能力,这是一个对数据处理、应用逐步深入的过程。正是由于数据库技术的发展,使得软件系统高度智能化成为可能。 二维平面设计方法已经无法满足新一代封装产品的设计要求,基于整体的三维设计CAD工具开始发展起来。超变量几何技术(Variational Geometry extended,VGX)开始应用于CAD中,使三维产品的设计更为直观和实时,从而使CAD软件更加易于使用,效率更高。虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术也开始应用于CAD中,可以用来进行各类可视化模拟(如电性能、热性能分析等),用以验证设计的正确性和可行性。

网络技术的发展又给电子封装CAD的发展开创了新的空间。局域网和Intranet技术用于企业内部,基本上结束了单机应用的历史,也只有网络技术的发展才使得CAD与CAM、CAPP、PDM和ERP等系统实现一体化成为可能。互联网和电子商务的发展,将重要的商务系统与关键支持者(客户、雇员、供应商、分销商)连接起来。为配合电子商务的发展,CAD系统必须实现远程设计。目前国际上大多数企业的CAD系统基本能实现通过网络收集客户需求信息,并完成部分设计进程。
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第1个回答  2011-05-12
电子技术书籍

音响技术
74 立体声音箱的结构、应用和制作
75 电子产品维修技术丛书 音响原理与电路分析
76 家用电器维修丛书 家用音响电路原理与检修方法
77 现代音响设备原理与维修大全
78 高保真音响设计制作
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80 无线电爱好者丛书 高保真扩音机制作
81 现代扩声技术与工程
82 现代音响工程
83 新编HI-Fi音响原理及检修技术
84 音响设备原理与维修精华
85 家庭影院组建
86 怎样配置、调试家庭影院系统
87 音响爱好者

硬件编程
95 VHDL 与数字电路设计
96 复杂数字电路与系统Verilog HDL设计技术
97 VERILOG HDL硬件描述语言
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仪器仪表
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101 常用仪表的使用方法
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107 常用电子仪器原理、使用、维修
108 电子示波器及其应用
109 模拟与数字万用表检测及应用技术
110 实用万用电表检修
111 万用电表检修技巧与实例
112 无线电爱好者丛书 怎样用万用电表检测集成电路
113 线电爱好者丛书精品系列 万用电表使用技巧与实例
114 新型万用表的使用技巧
115 新型万用表实用手册
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119 新型数字万用表原理与维修
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显示技术
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133 显示器维修大全
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微电子技术
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144 集成电路名词术语解释
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146 集成电路——设计原理与制造
147 集成电路制造工艺
148 集成电子技术教程
149 模拟集成电路(原理、设计、应用)
150 专用集成电路高级综合理论
151 专用集成电路设计技术基础
152 超大规模集成电路微细加工技术
153 集成电路及应用
154 微电子电路设计原理及应用
155 微电子焊接与封装
156 微电子技术概论
157 微电子技术基础 双极、场效应晶体管原理
158 微电子器件应用可靠性技术
159 微电子设备的换热
160 微电子学丛书 ULSI器件、电路与系统
161 微电子学丛书 碳化硅宽带隙半导体技术
162 微电子学丛书 小尺寸半导体器件的蒙特卡罗模拟
163 高等学校电子信息类规划教材 微电子器件可靠性

遥控遥测技术
164 实用遥控电路原理与设计速成
165 无线电爱好者丛书 实用无线电遥控(修订本)
166 无线电遥测
167 遥测遥控技术
168 遥感遥测及计算机应用
169 遥测遥控信息传输原理

嵌入系统设计
嵌入式系统开发圣经

电磁兼容技术
170 机电一体化电磁兼容设计
171 电磁兼容标准汇编·通信、信息技术设备类及系统间卷
172 通信系统中的电磁兼容理论与技术
173 无线电工程中的电磁兼容
174 电磁兼容性原理及应用
175 电磁兼容标准与认证
176 电磁兼容标准汇编·电工、电子产品类卷
177 电磁兼容设计

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178 电子工业生产技术手册(3)电子元件卷
179 电子工艺及电子工程设计
180 电子工艺实训教程
181 电子装配工艺
182 电子组装技术
183 高等学校教材 电器制造工艺学(第2版)
184 高等学校教材 电子工艺基础
185 晶体管原理与工艺
186 现代电子工艺技术指南
187 电工产品学

防干扰技术
188 电子设备的防干扰设计
189 电子电路实用抗干扰技术
190 屏蔽技术
191 电子对抗原理(上册)
192 电子电路实用抗干扰技术
193 密封技术
194 密封

静电技术
195 电机工程手册(第二版)(7) 应用卷(二) 第5篇 静电技术和电的其他
196 电子产品防静电技术要求
197 电子产品制造防静电系统测试方法
198 电子设备制造防静电技术
199 esd 保护设计
200 ESD知识介绍
201 接地技术

自动化技术
202 机械工业自动化技术 检测自动化
203 电气控制与PLC
204 高等工科学校适用 工厂电气控制技术
205 机电一体化系统设计手册
206 工业自动化仪表丛书 射流技术及其应用

光电技术
207 光电技术
208 光电子学及其应用
209 激光原理与激光技术
210 高等学校教材 光测原理和技术
211 光电检测技术
212 光电子学及其应用
213 红外技术基础与应用
214 激光工艺与微电子技术
215 无损检测技术丛书 激光全息检验
216 现代高技术丛书 激光与光电子技术
217 红外电子学
218 红外技术原理手册
219 无线电爱好者丛书 红外线与超声波遥控
220 光电图像处理
221 激光等离子体原理
222 激光技术和应用
223 激光器件原理与设计
224 激光原理与激光技术
225 固体激光技术基础丛书之二 激光晶体

电工技术
226 安装与维修电工技术 (第2版)
227 带电作业技术
228 低压电工实用技术
229 电动机应用技术丛书 变频器应用技术及电动机调速
230 电工基础
231 电工技术与电子技术 下册
232 电工类实用手册大系
233 电工与电子基础
234 供配电设计手册
235 交流电机的非正弦供电
236 节电技术与节电工程
237 输配电工程学
238 常用电工计算
239 电工必读丛书 电工电气线路与设备故障检修600例
240 电工基础
241 电工实用技术丛书 常用电工测量技术
242 电工实用技术丛书 如何保证安全用电
243 电工实用手册
244 现代家庭生活常识丛书 电工常识百问百答
245 现代家庭实用电工技术
245 袖珍电机修理工手册
247 最新电工实用经典线路范例
248 交流步进传动系统
249 交直流传动系统的自适应控制
250 异步电动机直接转矩控制
251 执行电动机
252 直流无刷电动机原理及应用

对讲机
253 集群移动通信机和对讲机原理、使用及维护手册
254 对讲机原理、使用及纵图集(二)
255对讲机原理、使用及纵图集(三)

通信技术
256 GSM手机维修培训教程
257 OHM科学丛书 图解B-ISDN宽带综合业务数字网
258 可视图文业务网
259 通信基础知识
260 现代通信系统原理
261 射频通信电路
262 综合业务数字网导论
263 综合宽带接入技术
264 宽带城域建设与管理
265 专用移动通信网组网技术及维护
266 渔业电子技术丛书 单边带通信原理
267 中等职业学校电子信息类教材(通信技术专业) 手持移动电话原理与维
268 有线电视模拟-数字光纤与微波传输技术
269 异步转移模式——ATM技术及应用
270 异步传递方式宽带ISDN技术
271 移运通信前尚技术丛书 软件无线电原理与应用
272 移动通信前沿技术丛书 GSM网络与GPRS
273 曜高技术普及丛书 虚拟专用网
274 现代移动通信技术丛书 蓝牙协议及其实现
275 无线寻呼机(BB机)原理与维修
276 无线寻呼系统
277 无线电寻呼和无绳通信
278 卫星数字电视接收机的使用与维修
279 微机通信指南
280 微机通信原理与实用技术
281 微波与光导波技术
282 网络与信息安全技术丛书 电子商务站点黑客防范
283 同步数字体系(SDH)技术及其应用
284 完全手册系列丛书 MODEM完全手册
285 网络与通信译林精选系列 ADSL/VDSL原理
286 通信原理与技术
287 通信原理(第4版)
288 通信网原理及其实现技术
289 锁相与频率合成技术
290 数字移动通信及ISDN
291 数字移动电话机原理及维修技术
292 数字卫星电视接收技术
293 数字微波中继通信及设备
294 数字通信:第三版
295 实用卫星电视接收技术 ——原理、安装、测试和检修
296 时分双工CDMA移动通信技术
297 时尚数字手机原理与维修(二)
298 雷达原理(修订版)
299 全国高技术重点图书·通信技术领域 信号复制生成理论及应用
300 全国高技术重点图书·通信技术领域 编码密码学
301 宽带无线接入和无线局域网
302 宽带网络技术及测试
303 宽带Zooe丛书 xDSL技术与应用
304 宽带Zone丛书 宽带接入技术
305 纠错编码技术和应用
306 精通串行通信
307 介质光波导器件原理
308 集成锁相环路 原理 特性 应用
309 国家自然科学基金资助项目 综合业务数字网与异步转移模式ISDN
310 光纤通信设计
311 光纤接入网技术
312 光纤技术及应用
313 蜂窝移动通信——模拟和数字系统
314 分组变换技术及其应用
315 调制解调器实用技术
316 调制解调器初学者指南
317 电子数据交换(EDI)系统工作原理及标准
318 cdma 2000技术
319 GSM原理及其网络优化
320 通信流理论基础与多媒体通信网
321 现代通信网和计算机网管理
322 信息高速公路实用教材 宽带网络技术及其应用
323 信息编码技术及其应用大全
324 异步传递方式宽带ISDN技术
325 GSM标准
326 第三代移动通信系统原理与工程设计IS-95 CDMA和cdma2000

单片机
327 单片机原理及应用
328 MCS-51单片机原理及实用技术
329 位微型计算机原理·接口技术及其应用
330 单片机开发与典型应用设计
331 单片机实用系统设计技术
332 IBM PC微型计算机原理及接口技术
333 MCS-51单片机原理及接口技术 修订版
334 北京职业教育计算机应用培训教材 单片机——原理·操作·实验·应用
335 单片机实用技术_整机设计、多机通信、实用技术
336 EM78系列单片机简介
337 单片机器件应用手册
338 MCS 96 MC68单片机原理与应用
339 数字PID及其算法

家用电器电器维修技术
340 45种厨房电器使用与维修
341《家用电器常识丛书》 声像·厨房家用电器分册
342 DVD机维修技术原理与方法
343 OHM科学丛书 图解数字磁带录音机
344 VCD、CVK、SVCD、DVD激光影碟机实用指南
345 VCD/DVD视盘机原理与维修
346 VCD/SVCD/DVD机维修宝典丛书 十大主板名牌VCD/SVCD/DVD机维修精
347 VCD/SVCD/DVD机维修宝典丛书 十大主板拼装VCD机维修精要与实例
348 百种家用电器实用手册
349 彩色显示器原理与检修技术速成
350 初级家用电子产品维修工(含视频设备维修工、音频设备维修工)
351 磁带录像机原理与调试
352 大彩电、摄录机、影碟机 原理·调测·检修
353 大哥大 BP机 住宅电话使用手册
354 大屏幕遥控彩色电视机原理与维修
电子基础
442 图解电子学入门[日]OHM
443 变流技术基础及应用
444 超高频技术
445 磁路与磁场
446 等离子体电子工程学
447 低频电子线路
448 电子工程师便携手册
449 电子高新技术丛书 第6分册
450 电子调节技术入门
451 电子工程中的积分变换
452 电子模拟数字转换器
453 电子技术教育丛书 电子特技原理及应用
454 电子设计技术
455 电子线路(提高版·模拟电路与脉冲数字电路)
456 电子学基础及应用集成和分立系统
457 电子系统建模仿真与评估
458 电子学重要公式活用手册
459 高等电路
460 高等学校教材 数字电路
461 固态高频电路
462 高频电子线路 第三版
463 高等学校教学用书 无线电技术
464 脉冲与数字电路
465 实用电气线路及原理
466 实用电子公式手册
467 数字电路与逻辑设计
468 数字集成电子技术基础
469 数字信号处理(修订版)
470 数字原理
471 现代工程师实用数字化技术
472 线性与非线性电路
473 线性系统理论和设计
474 新旧电气图形符号对照读本
475 现代电子学辞典——英汉、汉英名词对照
476 信号变换与处理
477 袖珍电子工程师手册
478 优化方法与电路优化设计
479 与电子爱好者谈电子技术
480 怎样看电气线路图
481 自适应滤波器原理(第三版)
482 电子工程师指南
483 无线电爱好者丛书精品系列 无线电爱好才读本
484 无线电爱好者丛书精品系列 无线电爱好才读本(上)
485 21世纪电子电气工程师系列 数字电路
486 数控技术
487 数字控制系统——原理、硬件与软件
488 数字电子技术基础
489 数字电子技术分析及其实用电路设计
490 21世纪电子电气工程师系列 数字电路
491 数字系统现场集成技术丛书
492 图解数字电路的计算
493 无线电接收
494 通讯及消费类电子产品的设计
495 电子电路资料荟萃
496 超高频技术和器件(上册)超高频技术
497 磁偏转线圈设计理论基础
498 电器照明设计
499 电子爱好者电子线路设计应用手册
500 电子电路系统及标准最佳设计及实践
501 电子线路设计手册
502 蓄电池快速充电的原理与实践
502 非线性半导体电阻及其应用
503 变容二极管的应用
504 常用电子元器件简明手册
505 常用新颖电子器件及其应用
506 磁性材料基础
507 电力电子电路精选 ——常用元器件·实用电路·设计实例
508 电介质材料及其介电性能
509 电力电子新器件及其应用技术
510 电子电路及电子器件
511 电子工程师手册 上册 第4篇 电子元器件
512 电子工程师手册 上册 第1篇 常用资料
513 电子电路及电子器件
514 电子元器件的可靠性
513 无线电元器件精汇
514 无线电元器件检测与修理技术入门
515 可靠性·维修性·保障性丛书 电子元器件失效分析及应用
516 最新电子元器件产品大全第三册--真空电子器件与显示器件
517 最新电子元器件产品大全第一册--分立半导体器件
518 固态继电器

电子制作技术
519 电子镇流器原理与制作
520 实用电子装置制作精选·续集·
521 新颖实用电子设计与制作
522 无线电制作精汇

电视技术
523 背投影式彩色电视机检修手册 1
524 闭路电视系统工程技术
525 闭路电视系统设计与应用
526 彩色电视和立体电视
527 超高频电视调谐器设计与原理
528 大屏幕电视
529 大屏幕遥控彩色电视机原理与维修
530 等离子体电子工程学
531 电视机元器件检修大全(下)
532 电视机原理与检修
533 电视技术与应用
534 电视墙显示及控制技术
535 电视天线放大器原理、制作与维修
536 电信技术普及丛书 大屏幕电视
537 电信新技术培训系列教材 会议电视
538 高清晰度电视(HDTV)
539 工业电视摄象机
540 共用天线电视系统(修订本)
541 广播电视设备原理·使用·维修系列教材 有线电视原理·设计·维修
542 家用电器维修金例丛书 大屏幕及背投彩电维修金例
543 监控电视系统原理与设计
544 开路与闭路电视原理及维修
545 看图学修家丛书 看图学修彩色电视机
546 全数字高清晰度电视和DVB
547 数字电视和高清晰度电视
548 数字电视技术:高清晰度数字视频原理与应用 (第三版)
549 数字电视原理
550 天线原理
551 图文电视系统原理与应用
552 卫星电视与有线电视技术
553 电视与有线电视技术(修订本)
554 无线电爱好者丛书 电视接收天线
555 相控阵和频率扫描天线原理
556 新型电视接收天线
557 有线电视模拟-数字光纤与微波传输技术
558 有线电视系统性能检测
559 最新实用卫星电视接收技术(第二版)

电源技术
560 电源技术
561 电子工业技术词典 电源
562 不间断电源的原理安装调试和维修
563 电子设备电源技术普及丛书 逆变器知识
564 开关集成稳压器控制器的原理及应用
565 特种集成电源最新应用技术
567 微型计算机电源原理与维修
568 新型单片开关电源的设计与应用
569 转换式电源供给器原理与设计
570 PWM开关变换器的工作原理
571 UPS不间断电源剖析与应用
572 UPS应用及其维修技术
573 不连续导电模式高功率因数开关电源
574 集成开关电源的设计制作调试与维修
575 开关电源
576 开关电源的设计
577 开关电源的设计与应用
578 开关式稳压电源
579 开关稳压电源——原理、设计与实用电路
580 实用电源电路集锦
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582 现代电源设计大全
583 新型特种集成电源及应用

变频技术
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590 PWM变频调速技术
591 SPWM变频调速应用技术 第二版
592 大功率交-交变频调速及矢量控制

变压器技术
593 电力变压器安装
594 变压器应用与维修
595 变压器全书 (电力变压器实用技术)
596 电力变压器的安装、运行和维修
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598 电流互感器
599 电能表修校及装表接电工
600 继电保护丛书 发电机变压器 整流型保护继电器原理
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第2个回答  2011-05-11
CAD是一个绘图软件。
你说的这个电子封装不知道是神马东东。
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