pcb布局與工業設計指南.pdf
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1、整合性混合訊號解決方案整合性混合訊號解決方案 PCB 布局及工业设计指南布局及工业设计指南 SigmaTel D 主要應用註釋主要應用註釋 2004 年年 9 月月 0.4 版版 _ 正式產品文檔正式產品文檔 2004 年年 9 月月 28 日日 _ 5-PCBLO-1.0-051303 2001 年 SigmaTel 股份有限公司版權所有,保留一切權利。本文件全部內容均受版權法保護,未經 SigmaTel,Inc.明示的書面同意不得複製。本文件所包含的 SigmaTel、SigmaTel 徽標及其組合均為 SigmaTel,Inc.的商標。本出版物使用的其他產品名稱均僅用於辨識目的,可能是其
2、各自所屬公司的商標或註冊商標。本文件內容與 SigmaTel,Inc.產品一道提供。SigmaTel,Inc.已盡最大努力確保本文所含資訊的準確性和可靠性。但是,SigmaTel,Inc.對本出版物內容的準確性和完整性不做任何明示或暗示的保證,並按 概不保證原則提供本出版物。SigmaTel,Inc.保留隨時更改技術規格和產品說明的權利。並保留隨時停止生產或更改其產品的權利,對此無須事先通知。SigmaTel,Inc.不承擔因任何產品或電路的應用或使用而產生的任何責任,並明確表示不承擔任何及所有責任,包括但不僅限於特殊、連帶或意外損壞。正式產品文檔正式產品文檔 2004 年年 2 月月 5 日
3、日 PCB布局及工业设计指南布局及工业设计指南 SigmaTel D 主要應用註釋主要應用註釋 修訂記錄修訂記錄 修訂修訂 日期日期 說明說明 0.2 01/28/04 原版發佈 0.3 02/05/04 1.在所有頁面上添加了以毫米和密爾為單位的尺寸。2.添加了有關 DCDC_GND 引腳接地的進一步闡釋。3.更改了 DCDC 電感器路徑寬度的建議。4.添加了有關 DCDC_VDDD 和 DCDC_VDDIO 濾波電容器距離和副作用的更多細節。5.將電池負極接地要求從 5 個或更多導孔更改為 3 個或更多導孔。6.添加了有關電池負極接地的進一步闡釋。7.更改了有關底板接地框上導孔間距和導孔大
4、小的註解。8.在底板接地框概念圖上添加了更多細節。9.添加了有關電源板層上 VDDD 佈線的附註。10.在電源板層圖紙上添加了更多細節並更新了尺寸。11.使線路輸入和線路輸出含鐵 DCR 要求一致(不大於 0.4 歐姆)。12.刪除了有關固件 ESD 抗干擾性因素的第 24 項 0.4 09/28/04 1.增加有关在 buck 方式下把电容放在靠近 DCDC_VDDID 的说明 2.增加有关 35xx 耳机直接驱动电路的工业设计指南 3.增加了一些章节使此指南的格式有所改变 4.提供更多的模拟电路布局指南 5.增加收音机电路布局指南 6.更改指南的标题为“PCB布局及工业设计指南”表表 1
5、修訂記錄修訂記錄 正式產品文檔正式產品文檔 2004 年年 2 月月 5 日日 PCB布局及工业设计指南布局及工业设计指南 SigmaTel D 主要應用註釋主要應用註釋 1.印刷電路板設計佈局指南印刷電路板設計佈局指南 1.1.地线板层、电源板层、其他层地线板层、电源板层、其他层 印刷電路板設計應採用具有牢固的電源和接地板的印刷電路板設計應採用具有牢固的電源和接地板的 4 或或 6 層結構。若要取得更佳的層結構。若要取得更佳的 ESD 性能效果,強烈建議採用性能效果,強烈建議採用 6 層結構印刷電路板。層結構印刷電路板。建議使用以下層堆疊結構:4 層印刷電路板:層 1(頂層 STMP 位置)
6、僅為接地板填充區 層 2(內層)路徑+在可能時為接地板填充區。層 3(內層)路徑+電源板 層 4(底層)僅接地板填充區 6 層 PCB:層 1(頂層 STMP 位置)僅為接地板填充區 層 2(內層)接地板 層 3(內層)路徑 層 4(內層)路徑 層 5(內層)電源板 層 6(底層)僅接地板填充區 結合使用一塊接地板(無類比和數位分離)和一整套頂層和底層的接地填充區。結合使用一塊接地板(無類比和數位分離)和一整套頂層和底層的接地填充區。這將建立出一塊阻抗極低的接地板。它還為內層路徑提供屏蔽,有助於提高靜電放電性能。圍繞印刷電路板的整個周邊建立一個底板接地框。在可能的情況下,此底板接地框至少應有圍
7、繞印刷電路板的整個周邊建立一個底板接地框。在可能的情況下,此底板接地框至少應有1.27 毫米(毫米(50 密爾)厚以及分佈在電路板各層的線路。密爾)厚以及分佈在電路板各層的線路。PCB布局及工业设计指南布局及工业设计指南 SigmaTel D 主要應用註釋主要應用註釋 正式產品文檔正式產品文檔 2004 年年 2 月月 5 日日 接地框(每層一個)應通過間距約為1.272.54 毫米(50100 密爾)的導孔連接。STMP3550 演示播放器佈局中採用的導孔鑽孔為 0.254 毫米(10 密爾)。接地框應嵌入頂層和底層的接地填充區以及接地板層。頂層和底層的接地框應在外緣部位暴露 30 密爾銅線
8、(無阻焊膜)。這將發揮避雷針的作用,以將靜電放電釋放到底板接地框。這在某種意義上構成了一個法拉第罩(Faraday cage),使靜電放電電流能夠均勻地分佈在印刷電路板各層和各面,從而在整個印刷電路板上形成較小的接地電壓差。下圖顯示了底板接地框的概念。圖圖 1:接地框概念圖:接地框概念圖 將電源板層分成單獨的將電源板層分成單獨的 VDDD(數位核心和類比電源)和(數位核心和類比電源)和 VDDIO(數位(數位 I/O 電源)板。電源)板。類比和數位 VDDD 能夠合併成一塊板,VDDD 板佈線應享有最高優先順序。如果無法在電源板層上建立一塊 VDDD 板,那麼在 STMP 下方的頂層上添加一塊
9、 VDDD 板也是一個選擇方案。下圖顯示了電源板層佈線(內層)的一個範例。如要參照一個更為詳細的範例,請參閱與本應用註釋捆綁的演示播放器印刷電路板佈局。PCB布局及工业设计指南布局及工业设计指南 SigmaTel D 主要應用註釋主要應用註釋 具有 0.254 毫米(10 密爾)鑽孔的導孔 頂層和底層上的 30 密爾暴露銅線(已去除阻焊膜)印刷電路板邊緣 1.272.54 毫米(50100 密爾)導孔間距 1.27 毫米(50 密爾)底板接地框 正式產品文檔正式產品文檔 2004 年年 2 月月 5 日日 圖圖 2:電源板層圖:電源板層圖 在內層上佈置所有路徑的線路,避免在印刷電路板的頂層和底
10、層上佈置路徑的線路。直接在在內層上佈置所有路徑的線路,避免在印刷電路板的頂層和底層上佈置路徑的線路。直接在 STMP 下方佈置連接到下方佈置連接到 STMP 引腳的頂層路徑的線路,然後儘快用導孔佈置內層路徑的線路。引腳的頂層路徑的線路,然後儘快用導孔佈置內層路徑的線路。這使頂層和底層接地填充區能夠保護所有路徑免受靜電放電的損壞。另外,這還使 STMP 能夠屏蔽 STMP 引腳附近的頂層路徑。1.2.直接电源转换器和电源直接电源转换器和电源 用引腳用引腳 3 面的面的 0.762 毫米(毫米(30 密爾)短散熱片將密爾)短散熱片將 STMP DCDC_GND 引腳連接到頂層的接地填充區。利用散熱
11、片附近的多個導孔將引腳連接到內部接地板層和底部接地填充區。引腳連接到頂層的接地填充區。利用散熱片附近的多個導孔將引腳連接到內部接地板層和底部接地填充區。該 DCDC_GND 引腳以非常高的頻率(1.5 MHz)切換大量電流。最小化其路徑阻抗可降低 DCDC 轉換器的雜訊,增加穩定性。PCB布局及工业设计指南布局及工业设计指南 SigmaTel D 主要應用註釋主要應用註釋 使使 STMP DCDC 轉換器轉換器 4.7uH 電感器的位置盡可能靠近電感器的位置盡可能靠近 STMP 輸入引腳,並用無導孔的輸入引腳,並用無導孔的0.5 毫米(毫米(20 密爾)低阻抗路徑連接電感器。密爾)低阻抗路徑連
12、接電感器。具有 0.254 毫米(10 密爾)鑽孔的導孔 VDDIO+路徑 印刷電路板邊緣 1.272.54 毫米(50100 密爾)導孔間距 1.27 毫米(50 密爾)底板接地框 正式產品文檔正式產品文檔 2004 年年 2 月月 5 日日 如果不可能將電感器和 STMP 放置在線路板的同一側,則應該用多個導孔將電感器連接到 STMP 輸出引腳。使使 0.1uF 電源去耦電容的位置盡可能靠近各自的電源去耦電容的位置盡可能靠近各自的 STMP 電源引腳對。電源引腳對。將電源去耦電容和 STMP 放置在線路板的同一邊。如要參照範例,請參閱與本應用註釋捆綁的演示播放器印刷電路板佈局參考。使使 0
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