Перейти к содержанию

Руководство по проектированию аппаратуры SF32LB56x — рекомендации по разводке PCB

Часть руководства по проектированию аппаратуры SF32LB56x

На этой странице приведён раздел 6, посвященный разводке PCB. Вернитесь к рекомендациям по проектированию схемы или перейдите к контрольному списку проверки проекта и справочным материалам.

6. Рекомендации по разводке PCB

6.1. Посадочный рисунок и структура слоёв

Вариант U использует 68-выводный корпус QFN68L размером 7 × 7 × 0,75 mm с шагом выводов 0,35 mm. Для QFN допустимы сквозные переходные отверстия (PTH); SiFli рекомендует четырёхслойную структуру с PTH и выводом всех контактов на верхний слой. Вариант V использует корпус WBBGA на 175 шариков размером 6,5 × 6,1 × 0,94 mm с шагом 0,4 mm и диаметром шарика 0,25 mm. PTH не поддерживается, требуется HDI. Выведите два внешних ряда шариков на верхний слой, остальные — на внутренние. До выпуска разводки убедитесь, что изготовитель PCB поддерживает выбранную структуру слоёв, паяльную маску и стратегию fan-out.

6.2. Критичные цепи и их разводка

6.2.1. Разводка тактовых цепей

Размещайте кварцы внутри экрана, на расстоянии более 1 mm от края платы и, по возможности, не менее 5 mm от нагревающихся компонентов, таких как PA, зарядное устройство и PMU. Не размещайте другие металлические объекты и компоненты ближе 0,25 mm к цепи кварца. По возможности разводите кварц 48 MHz на верхнем слое; длина дорожек должна составлять 3–10 mm, ширина — 0,075 mm, предусмотрите 3D-экранирование с подключением к GND. Удалите дорожки от VBAT, DC-DC и высокоскоростных сигналов. Разводите кварц 32,768 kHz на верхнем слое; длина не должна превышать 10 mm, ширина должна составлять 0,075 mm, а расстояние между 32K_XI и 32K_XO — не менее 0,15 mm. Освободите верхний и соседний слои под обеими зонами кварцев; другие дорожки не должны пересекать эти зоны.

6.2.2. Разводка RF

Разводите RF как однотактную линию с контролируемым сопротивлением 50 Ω, по возможности шириной более 10 mil и на верхнем слое; избегайте переходных отверстий и острых углов. Размещайте цепь согласования рядом с микросхемой, а не антенной. Установите фильтрующий конденсатор AVDD_BRF рядом с выводом микросхемы и подключите его GND непосредственно к основной земле через переходное отверстие. Обеспечьте непрерывное экранирование GND: вдоль обеих сторон RF-дорожки разместите сшивающие переходные отверстия. Не размещайте в RF-зоне и под ней силовые цепи с высоким di/dt, высокоскоростные тактовые сигналы и линии I2C, SPI, SDIO, I2S и UART. Надёжно подключите к основной земле AVSS_RF1/2/3 у варианта U и AVSS_RRF, AVSS_TRF, AVSS_TRF2 и AVSS_BB у варианта V.

6.2.3. Питание и земля

Размещайте дроссель BUCK и фильтрующие конденсаторы рядом с выводами микросхемы. Дорожка BUCK_LX должна быть короткой и широкой; ширина BUCK_FB должна составлять не менее 0,25 mm. Не заливайте медью верхний слой под дросселем; на соседнем слое оставьте сплошную землю и не проводите другие цепи через область дросселя. Подключите земли выходных конденсаторов BUCK к основной плоскости несколькими переходными отверстиями. Разместите конденсатор PVDD рядом с выводом и проложите PVDD короткой широкой дорожкой; подключите PVSS к основной земле через переходные отверстия. Разместите развязывающие конденсаторы LDO и I/O рядом с выводами и выберите ширину дорожек питания с учётом тока нагрузки.

Расхождение требований к ширине дорожки PVDD

В руководстве по аппаратному применению SF32LB56xU/V указана минимальная ширина дорожки PVDD 0,5 mm, а в соответствующем контрольном списке PCB — 8 mil. Значения различаются; до фиксации разводки уточните у SiFli или ответственного за проект PCB, какое требование применимо.

6.2.4. Аудио и аналоговые сигналы

Подавайте питание на AVDD33_ANA и AVDD33_AUD отдельными звездными цепями, ограждайте дорожки земляными защитными проводниками и удаляйте их от источников сильных токовых помех. Размещайте фильтрующие конденсаторы AVDD33_AUD, MIC_BIAS и AUD_VREF рядом с соответствующими выводами и подключайте их землю непосредственно к основной земле. Разводите ADCP/ADCN короткой дифференциальной парой с земляными защитными дорожками; связанные компоненты располагайте рядом с микросхемой. Разводите DACP/DACN дифференциальной парой с паразитной ёмкостью менее 10 pF и длиной менее 2 cm, вдали от сильных помех. Экранируйте линии GPADC землёй и удаляйте их от шумных линий измерения напряжения аккумулятора и температуры.

6.2.5. USB и SDIO

Разводите USB D+/D− (PA17/PA18) как дифференциальную пару 90 Ω с земляными защитными дорожками. Установите ESD-компоненты рядом с разъёмом и пропускайте сигналы через них до подключения к микросхеме; не делайте ответвлений до защитного компонента. Подключите землю компонента к основной земле короткими широкими дорожками и переходными отверстиями. У варианта U один интерфейс SDIO; у варианта V — SDIO1 и SDIO2. Разводите сигналы SDIO группой: общая длина не более 50 mm, разброс длины внутри группы не более 6 mm. Экранируйте тактовую линию землёй, предусмотрите земляные защитные дорожки также для DATA и CMD.

6.2.6. EMI, ESD и контрольные точки

Не прокладывайте длинные участки шумных тактовых и силовых цепей по верхнему слою вне экрана; по возможности используйте внутренние слои. Размещайте TVS/ESD-компоненты рядом с соответствующими разъёмами. Каждый сигнал сначала должен пройти через защитный компонент, затем подключите его контакт GND к основной земле короткими широкими дорожками и переходными отверстиями. Разместите контрольную точку кабеля USB-зарядки перед его TVS; TVS разъёма аккумулятора установите перед батарейной платформой, чтобы внешние линии проходили через TVS до подключения к микросхеме. Обеспечьте надёжное соединение сети GND под микросхемой с основной плоскостью земли глухими/скрытыми переходными отверстиями.

6.3. Контрольный список проверки разводки PCB

Каждая таблица ниже относится к отдельной области проверки разводки PCB. Если в таблице нет столбца «Применяется к», строка относится ко всем вариантам, охваченным исходной рабочей книгой.

6.3.1. Корпус

Таблица 6.3-1: проверка корпуса
№ Проверка Категория
1 Посадочный рисунок соответствует спецификации корпуса Обязательно

6.3.2. Питание

Таблица 6.3-2: проверка цепей питания
№ Проверка Категория
1 Ширина дорожки питания PVDD — не менее 8 mil Обязательно
2 Ширина дорожек BUCK_LX и BUCK_FB — не менее 8 mil Обязательно
3 Ширина дорожки питания VDDIO1 — не менее 5 mil Обязательно
4 Ширина дорожки питания VDDIO2 — не менее 8 mil Обязательно
5 Ширина дорожки питания VDDIO3 — не менее 5 mil Обязательно
6 Ширина дорожки питания VDDIO4 — не менее 6 mil Обязательно
7 Ширина дорожки питания VDDIOSC — не менее 6 mil Обязательно
8 Ширина дорожки питания AVDD33_ANA — не менее 6 mil Обязательно
9 Ширина дорожки питания AVDD33_AUD — не менее 5 mil Обязательно

6.3.3. Размещение конденсаторов и дросселя цепи питания

Таблица 6.3-3: проверка размещения конденсаторов и дросселя цепи питания
№ Проверка Категория
1 Разместите конденсатор PVDD рядом с выводом Обязательно
2 Разместите дроссель BUCK рядом с микросхемой Обязательно
3 Разместите развязывающий конденсатор BUCK как можно ближе к выводу микросхемы Обязательно
4 Разместите конденсатор LDO1_VOUT рядом с выводом Обязательно
5 Разместите конденсатор LDO2_VOUT рядом с выводом Обязательно
6 Разместите конденсатор VDD_RET рядом с выводом Обязательно
7 Разместите конденсатор VDD_RTC рядом с выводом Обязательно
8 Разместите конденсатор VDDIO1 рядом с выводом Обязательно
9 Разместите конденсатор VDDIO2 рядом с выводом Обязательно
10 Разместите конденсатор VDDIO3 рядом с выводом Обязательно
11 Разместите конденсатор VDDIO4 рядом с выводом Обязательно
12 Разместите конденсатор AVDD33_ANA рядом с выводом Обязательно
13 Разместите конденсатор AVDD33_AUD рядом с выводом Обязательно

6.3.4. Тактирование

Таблица 6.3-4: проверка тактирования
№ Проверка Категория
1 Разместите кварцевый резонатор рядом с микросхемой Обязательно
2 Организуйте экран GND вокруг кварцевого резонатора Обязательно
3 Предусмотрите запрет меди под кварцевым резонатором (4-слойная плата PTH: верхний слой; 6-слойная плата HDI: верхний слой и слой 2) Обязательно
4 Зазор между заливкой GND и дорожками кварцевого резонатора должен превышать 1,5 ширины дорожки Обязательно
5 Для кварцевого резонатора 32 kHz расстояние между парой параллельных дорожек должно более чем вдвое превышать расстояние между дорожками Обязательно

6.3.5. Кнопки

Таблица 6.3-5: проверка кнопок
№ Проверка Категория
1 Разместите защитный компонент ESD кнопки рядом с самой кнопкой Обязательно

6.3.6. RF

Таблица 6.3-6: проверка RF-цепи
№ Проверка Категория
1 Дорожка RF должна соответствовать требованию к волновому сопротивлению 50 Ω для несимметричной линии Обязательно
2 Ширина дорожки RF — не менее 10 mil Обязательно
3 Предусмотрите с обеих сторон дорожки RF полосы меди GND шириной не менее 60 mil и соедините их достаточным количеством переходных отверстий с основной плоскостью GND Обязательно
4 Предусмотрите место для π-образной согласующей цепи антенны и разместите её рядом с микросхемой Обязательно
5 Под сигналом RF должна проходить непрерывная плоскость GND Обязательно
6 Не прокладывайте под сигналом RF дорожки высокоскоростных цифровых сигналов Обязательно
7 Не прокладывайте под сигналом RF дорожки питания с высоким di/dt Обязательно
8 Усильте заземление AVSS_RF1, AVSS_RF2 и AVSS_RF3 и соедините их с основной плоскостью GND Обязательно

6.3.7. Аудио

Таблица 6.3-7: проверка аудиотрактов
№ Проверка Категория
1 Разводите AU_ADCP/AU_ADCN дифференциальной парой с защитными проводниками GND Обязательно
2 Разводите AU_DACP/AU_DACN дифференциальной парой с защитными проводниками GND Обязательно
3 Дорожки AU_DACP/AU_DACN должны быть достаточно короткими, чтобы паразитная ёмкость была меньше 10 pF Обязательно
4 Используйте защитные проводники GND для линий питания AVDD33_ANA и AVDD33_AUD, удалите их от шумных сигналов с большими токами, примените звездообразную разводку; длина каждой линии должна быть не менее 5 mm Обязательно
5 Соедините AVSS с основной плоскостью GND переходными отверстиями Обязательно

6.3.8. ADC

Таблица 6.3-8: проверка ADC
№ Проверка Категория
1 Не прокладывайте высокоскоростные сигналы параллельно GPADC без защитных проводников GND Обязательно
2 Разместите резисторы делителя напряжения аккумулятора рядом с входным выводом микросхемы Обязательно

6.3.9. Контрольные точки

Таблица 6.3-9: проверка контрольных точек
№ Проверка Категория
1 Расположите контрольные точки так, чтобы к ним можно было подключить измерительный щуп или припаять контактную оснастку Обязательно
2 Контрольные точки загрузки и калибровки кварца включают VBAT, GND, SWDIO, SWCLK, MODE, UART4_TXD, UART4_RXD и один из выводов PB20/PB21/PB25; для U также VDDIO2 и VDDIO3 или VDDIO4, для V — VDDIOA и VDDIOB. Соблюдайте требования оснастки к размеру и расположению точек Обязательно

6.3.10. GND

Таблица 6.3-10: проверка GND
№ Проверка Категория
1 Слои, примыкающие к основной микросхеме, должны образовывать сплошную основную плоскость GND с достаточным количеством заземляющих переходных отверстий Обязательно
2 Соедините PVSS с основной плоскостью GND переходными отверстиями Обязательно
3 Под микросхемой установите достаточно заземляющих переходных отверстий, соединённых с основной плоскостью GND Обязательно
4 По краю платы разместите кольцо из заземляющих переходных отверстий Обязательно

Последнее обновление: