PCB设计指导

PCB封装设计

SF32LB52X系列芯片的QFN68L封装尺寸:7mmX7mmx0.85mm;管脚数:68;PIN 间距:0.35mm。 详细尺寸如图5-1所示。

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图5-1 QFN68L封装尺寸图
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图5-2 QFN68L封装形状图
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图5-3 QFN68L封装PCB焊盘设计参考图

PCB叠层设计

SF32LB52X系列芯片支持单双面布局,器件可以放到单面,也可以把电容等放到芯片的背面。PCB支持PTH通孔设计,推荐采用4层PTH,推荐参考叠层结构如图5-4所示。

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图5-4 参考叠层结构图

PCB通用设计规则

PTH 板PCB通用设计规则如图5-5所示。

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图5-5 通用设计规则

PCB走线扇出

QFN封装信号扇出,所有管脚全部通过表层扇出,如图5-6所示。

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如图5-6 表层扇出参考图

时钟接口走线

晶体需摆放在屏蔽罩里面,离PCB板框间距大于1mm,尽量远离发热大的器件,如PA,Charge,PMU等电路器件,距离最好大于5mm以上,避免影响晶体频偏,晶体电路禁布区间距大于0.25mm避免有其它金属和器件,如图5-7所示。

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图5-7 晶体布局图

48MHz晶体走线建议走表层,长度要求控制在3-10mm区间,线宽0.1mm,必须立体包地处理,并且远离VBAT、DC/DC及高速信号线。48MHz晶体区域下方表层及临层做禁空处理,禁止其它走线从其区域走,如图5-8,5-9,5-10所示。

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图5-8 48MHz晶体原理图
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图5-9 48MHz晶体走线模型
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图5-10 48MHz晶体走线参考

32.768KHz晶体走线建议走表层,长度控制≤10mm,线宽0.1mm。32K_XI/32_XO平行走线间距≥0.15mm,必须立体包地处理。晶体区域下方表层及临层做禁空处理,禁止其它走线从其区域走,如图5-11,5-12,5-13所示。

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图5-11 32.768KHz晶体原理图
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图5-12 32.768KHz晶体走线模型
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图5-13 32.768KHz晶体走线参考

射频接口走线

射频匹配电路要尽量靠近芯片端放置,不要靠近天线端。AVDD_BRF射频电源其滤波电容尽量靠近芯片管脚放置,电容接地管脚打孔直接接主地。RF信号的π型网络的原理图和PCB分别如图5-14,5-15所示。

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图5-14 π型网络以及电源电路原理图
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图5-15 π型网络以及电源PCB布局

射频走线建议走表层,避免打孔穿层影响RF性能,线宽最好大于10mil,需要立体包地处理,避免走锐角和直角。射频线做50欧阻抗控制,两边多打屏蔽地孔,如图5-16, 5-17所示。

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图5-16 RF信号电路原理图
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图5-17 RF信号PCB走线图

音频接口走线

AVDD33_AUD是音频的供电管脚,其滤波电容靠近对应管脚放置,这样滤波电容的接地脚可以良好地连接到PCB的主地。MIC_BIAS是给麦克风外设供电的电源输出管脚,其对应滤波电容靠近对应管脚放置。同样AUD_VREF管脚的滤波电容也靠近管脚放置,如图5-18a,5-18b所示。

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图5-18a 音频相关电源滤波电路
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图5-18b 音频相关电源滤波电路PCB参考走线

模拟信号输入ADCP管脚,对应电路器件尽量靠近芯片管脚放置,走线线长尽量短,做立体包地处理,远离其它强干扰信号,如图5-19a,5-19b所示。

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图5-19a 模拟音频输入原理图
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图5-19b 模拟音频输入PCB设计

模拟信号输出DACP/DACN管脚,对应电路器件尽量靠近芯片管脚放置,每一路P/N需要按照差分线形式走线,走线线长尽量短,寄生电容小于10pf,需做立体包地处理,远离其它强干扰信号,如图5-20a,5-20b所示。

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图5-20a 模拟音频输出原理图
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图5-20b 模拟音频输出PCB设计

USB接口走线

USB走线PA35(USB DP)/PA36(USB_DN) 必须先过ESD器件管脚,然后再到芯片端,要保证ESD器件接地管脚能良好连接主地。走线需按照差分线形式走,并做90欧差分阻抗控制,且做立体包处理,如图5-21a,5-21b所示。

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5-21a USB信号原理图
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5-21b USB信号PCB设计

图5-22a为USB信号的元件布局参考图,图5-22b为PCB走线模型。

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图5-22a USB信号器件布局参考
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图5-22b USB信号走线模型

SDIO接口走线

SDIO信号走线尽量一起走,避免分开走,整个走线长度≤50mm, 组内长度控制≤6mm。SDIO接口时钟信号需立体包地处理,DATA和CMD信号也需要包地处理,如图5-23a,5-23b所示。

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图5-23a SDIO接口电路图
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图5-23b SDIO PCB走线模型

DCDC电路走线

DC-DC电路功率电感和滤波电容必须靠近芯片的管脚放置。BUCK_LX走线尽量短且粗,保证整个DC-DC电路回路电感小;BUCK_FB管脚反馈线不能太细,必须大于0.25mm。所有的DC-DC输出滤波电容接地脚多打过孔连接到主地平面。功率电感区域表层禁止铺铜,临层必须为完整的参考地,避免其它线从电感区域里走线,如图5-24a,5-24b所示。

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图5-24a DC-DC关键器件电路图
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图5-24b DC-DC关键器件PCB布局图

电源供电走线

PVDD为芯片内置PMU模块电源输入脚,对应的电容必须靠近管脚放置,走线尽量的粗,不能低于0.4mm,如图5-25所示。

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图5-25 PVDD电源走线图

AVDD33、VDDIOA、VDD_SIP、AVDD33_AUD和AVDD_BRF等管脚滤波电容靠近对应的管脚放置,其走线宽必须满足输入电流要求,走线尽量短粗,从而减少电源纹波提高系统稳定性。

其它接口走线

管脚配置为GPADC 管脚信号,必须要求立体包地处理,远离其它干扰信号,如电池电量电路,温度检查电路等。

EMI&ESD

  • 避免屏蔽罩外面表层长距离走线,特别是时钟、电源等干扰信号尽量走内层,禁止走表层。

  • ESD保护器件必须靠近连接器对应管脚放置,信号走线先过ESD保护器件管脚,避免信号分叉,没过ESD保护管脚。

  • ESD器件接地脚必须保证过孔连接主地,保证地焊盘走线短且粗,减少阻抗提高ESD器件性能。