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SF32LB56x 硬件设计指南 — PCB 布局指导

SF32LB56x 硬件设计指南的一部分

本页对应第 6 节“PCB 布局指导”。请返回原理图设计指导,或跳转至设计评审检查表与参考资料。

6. PCB 布局指导

6.1. 封装与叠层

U 变体采用 68 引脚 QFN68L,封装尺寸为 7 × 7 × 0.75 mm,引脚间距为 0.35 mm;QFN 可采用 PTH 工艺,思澈科技(SiFli)推荐四层 PTH 叠层,所有引脚均从表层扇出。V 变体采用 175 球 WBBGA,封装尺寸为 6.5 × 6.1 × 0.94 mm,球间距为 0.4 mm、球径为 0.25 mm;不支持 PTH,需采用 HDI。WBBGA 最外侧两排球从表层扇出,其余球从内层扇出。布局发布前应确认 PCB 供应商支持所选叠层、阻焊和扇出策略。

6.2. 关键走线

6.2.1. 时钟走线

晶体应放在屏蔽罩内,距板边大于 1 mm,并尽量与 PA、充电器和 PMU 等发热器件保持至少 5 mm 距离;晶体周围至少 0.25 mm 范围内不得放置其他金属或器件。48 MHz 晶体走线建议位于表层,长度 3–10 mm、线宽 0.075 mm,并做立体包地;远离 VBAT、DC-DC 和高速信号。32.768 kHz 晶体走线建议位于表层,长度不超过 10 mm、线宽 0.075 mm,32K_XI 与 32K_XO 的平行间距至少 0.15 mm。两种晶体下方表层及相邻层均应留空,禁止其他走线穿越。

6.2.2. 射频走线

RF 走线采用 50 Ω 单端阻抗,建议线宽大于 10 mil,并尽量保持在表层、避免过孔和锐角。匹配网络靠近芯片端而非天线端;AVDD_BRF 滤波电容靠近芯片管脚,电容地端通过过孔直接连接主地。RF 走线两侧应有连续接地屏蔽并以过孔连接主地;不得在 RF 下方或其区域内布置高 di/dt 电源线、高速时钟或 I2C、SPI、SDIO、I2S、UART 等数字信号。U 变体的 AVSS_RF1/2/3、V 变体的 AVSS_RRF、AVSS_TRF、AVSS_TRF2、AVSS_BB 均应可靠连接主地。

6.2.3. 电源与接地

BUCK 电感和滤波电容靠近芯片引脚放置;BUCK_LX 走线应短且宽,反馈线 BUCK_FB 宽度不小于 0.25 mm。电感下方表层不铺铜,相邻层应为完整参考地,且电感区域内不得穿过其他走线。BUCK 输出电容地端应通过多个过孔接主地。PVDD 电容靠近引脚,PVDD 走线应短而宽;PVSS 通过过孔接主地。LDO 和 I/O 电源的滤波电容应靠近对应引脚,电源走线宽度应满足负载电流要求。

PVDD 走线宽度来源不一致

SF32LB56xU/V 硬件应用说明要求 PVDD 走线宽度至少为 0.5 mm;对应 PCB 核对表给出的下限为 8 mil。两者不一致,冻结布局前应向思澈科技(SiFli)或 PCB 设计责任人确认适用要求。

6.2.4. 音频与模拟信号

AVDD33_ANA 和 AVDD33_AUD 应分别采用星形供电,走线做地保护并远离大电流噪声源;AVDD33_AUD、MIC_BIAS 和 AUD_VREF 的滤波电容靠近各自引脚,电容地端直接接主地。ADCP/ADCN 按差分对布线,相关器件靠近芯片,走线短并做地保护。DACP/DACN 也按差分对布线,寄生电容应低于 10 pF、走线长度小于 2 cm,并远离强干扰信号。GPADC 走线应做地保护,避开电池电量检测、温度检测等噪声源。

6.2.5. USB 与 SDIO

USB D+/D−(PA17/PA18)按 90 Ω 差分阻抗布线并做地保护。ESD 器件应靠近连接器,信号先经过 ESD 器件再到芯片,避免保护器件前出现支路;器件地端以短而宽的走线和过孔接主地。U 变体有一个 SDIO 接口,V 变体有 SDIO1、SDIO2 两个接口;SDIO 信号应成组布线,总长度不超过 50 mm,组内长度差不超过 6 mm。时钟应做地屏蔽,DATA 和 CMD 也应有地保护。

6.2.6. EMI、ESD 与测试点

避免在屏蔽罩外侧表层长距离布置时钟和电源等噪声信号,优先走内层。TVS/ESD 器件应靠近对应连接器;信号先经过保护器件,器件地焊盘以短而宽的走线和过孔连接主地。USB 充电线测试点应放在 TVS 前级,电池座 TVS 应位于电池平台前级,确保外部线路先经过 TVS 再到芯片。芯片下方地网络应充分连接,并通过盲孔/埋孔接入主地平面。

6.3. PCB 布局核对表

以下各表分别对应一个 PCB 布局审查区域。若表中没有“适用型号”列,则该项适用于工作簿所涵盖的全部型号。

6.3.1. 封装

表 6.3-1:封装核对表
序号 检查项 类别
1 PCB 焊盘图形符合器件封装规格 必检

6.3.2. 电源

表 6.3-2:电源核对表
序号 检查项 类别
1 PVDD 供电走线宽度不小于 8 mil 必检
2 BUCK_LX 与 BUCK_FB 走线宽度不小于 8 mil 必检
3 VDDIO1 供电走线宽度不小于 5 mil 必检
4 VDDIO2 供电走线宽度不小于 8 mil 必检
5 VDDIO3 供电走线宽度不小于 5 mil 必检
6 VDDIO4 供电走线宽度不小于 6 mil 必检
7 VDDIOSC 供电走线宽度不小于 6 mil 必检
8 AVDD33_ANA 供电走线宽度不小于 6 mil 必检
9 AVDD33_AUD 供电走线宽度不小于 5 mil 必检

6.3.3. 电源电容与电感摆放

表 6.3-3:电源电容与电感摆放核对表
序号 检查项 类别
1 PVDD 电容靠近引脚放置 必检
2 BUCK 电感靠近芯片放置 必检
3 BUCK 去耦电容尽量靠近芯片引脚放置 必检
4 LDO1_VOUT 电容靠近引脚放置 必检
5 LDO2_VOUT 电容靠近引脚放置 必检
6 VDD_RET 电容靠近引脚放置 必检
7 VDD_RTC 电容靠近引脚放置 必检
8 VDDIO1 电容靠近引脚放置 必检
9 VDDIO2 电容靠近引脚放置 必检
10 VDDIO3 电容靠近引脚放置 必检
11 VDDIO4 电容靠近引脚放置 必检
12 AVDD33_ANA 电容靠近引脚放置 必检
13 AVDD33_AUD 电容靠近引脚放置 必检

6.3.4. 时钟

表 6.3-4:时钟核对表
序号 检查项 类别
1 晶体靠近芯片放置 必检
2 晶体周围已做 GND 屏蔽 必检
3 晶体下方已做铜皮避让(4 层 PTH 板:顶层;6 层 HDI 板:顶层与第 2 层) 必检
4 沿晶体走线的地铜间距大于走线宽度的 1.5 倍 必检
5 32 kHz 晶体并行走线对间距大于走线间距的 2 倍 必检

6.3.5. 按键

表 6.3-5:按键核对表
序号 检查项 类别
1 按键 ESD 保护器件靠近按键放置 必检

6.3.6. 射频

表 6.3-6:射频核对表
序号 检查项 类别
1 RF 走线满足单端 50 Ω 特性阻抗要求 必检
2 RF 走线宽度 ≥10 mil 必检
3 RF 走线两侧各预留至少 60 mil 的接地铜皮,并通过足够的接地过孔连接至主地 必检
4 预留的 Pi 型天线匹配网络靠近芯片侧放置 必检
5 RF 信号下方为连续 GND 平面 必检
6 RF 信号下方不得有高速数字信号穿越 必检
7 RF 信号下方不得有高 di/dt 电源走线穿越 必检
8 AVSS_RF1、AVSS_RF2 与 AVSS_RF3 已加强接地,并连接到主地平面 必检

6.3.7. 音频

表 6.3-7:音频核对表
序号 检查项 类别
1 AU_ADCP/AU_ADCN 采用差分走线,并带地保护 必检
2 AU_DACP/AU_DACN 采用差分走线,并带地保护 必检
3 AU_DACP/AU_DACN 走线足够短,使寄生电容低于 10 pF 必检
4 AVDD33_ANA、AVDD33_AUD 电源走线已做地保护,远离大电流噪声信号,采用星形走线,且每条走线长度至少为 5 mm 必检
5 AVSS 通过过孔连接到主地平面 必检

6.3.8. ADC

表 6.3-8:ADC 核对表
序号 检查项 类别
1 GPADC 信号旁如有高速信号平行走线,必须设置地保护 必检
2 电池电压分压电阻靠近芯片输入引脚放置 必检

6.3.9. 测试点

表 6.3-9:测试点核对表
序号 检查项 类别
1 测试点位置适合探针接触或治具焊接 必检
2 下载和晶体校准测试点包括 VBAT、GND、SWDIO、SWCLK、MODE、UART4_TXD、UART4_RXD,以及 PB20/PB21/PB25 中的一个;U 变体还需包括 VDDIO2 和 VDDIO3 或 VDDIO4,V 变体需包括 VDDIOA 和 VDDIOB,并满足治具的尺寸与位置要求 必检

6.3.10. 地

表 6.3-10:地核对表
序号 检查项 类别
1 主芯片相邻层为完整主地平面,并具备足够接地过孔 必检
2 PVSS 通过过孔连接到主地 必检
3 芯片下方区域具备足够接地过孔,并连接至主地平面 必检
4 板边周围布有一圈接地过孔 必检

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