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手机PCB布局布线设计重点检查部分
奈因PCB电路板设计
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1.器件封装检查
我们需要仔细检查主板器件封装,避免出错。特别是项目中新用的物料,一定要参照spec对PCB封装仔细检查。
2.元器件布局
做stacking时就需考虑好结构件和主要元器件的布局,例如 I/O连接器,SIM卡,电池连接器,T卡,camera,speaker,receiver,射频部分,基带部分,GSM天线部分,蓝牙天线部分,手机电视天线部分。这些部分位置的摆放除了从ID,MD方面考虑,还需要考虑到相互之间的影响。
MTK方案中SIM卡,按键都容易受到GSM天线干扰,需要尽量远离GSM天线。GSM天线区域,蓝牙天线区域和手机电视天线区域都需要一个合适的区域。GSM若做PIFA天线,需要500mm2的面积,天线离主板需要5mm以上高度,天线底下不能有I/O连接器,T卡,speaker之类器件,否则高度只能按底下器件到天线高度算;若做monopole,天线空间需要30mm×10mm,主板上该区域的地需挖空,天线与主板投影面不能有金属。speaker,receiver易受到天线干扰,产生TDMA noise
,需要考虑它们和天线的相对位置。 电池连接器到PA电源也需较短。Stacking给出的射频部分屏蔽罩位置,射频部分能够作为一个合适整体放下射频部分到基带部分的IQ线,26MHZ信号线,控制线要走得尽量短,尽量顺。射频部分布局,需要理顺FEM到 tranceiver的RX接收线,tranceiver到 PA的TX 发射线,PA到FEM或者ASM的TX发射线。
电源网络滤波小电容应尽量靠近芯片管脚,减少引线电感。其他元器件摆放,按照就近,顺便原则。元器件的摆放还需考虑限高,除了考虑结构上的限高,屏蔽罩高度也会限制器件的摆放。目前两件式的屏蔽罩高度是1.8mm,一件式的高度是1.6mm,在射频屏蔽罩里面的器件高度都需在这个范围以内。若靠近屏蔽罩的周围,或者在屏蔽罩的筋上,高度会更受限制。射频部分主要芯片的高度为1.4mm,FEM NTK5076高度1.8mm,IMT0103B为1.6mm。47UF钽电容高度1.8mm。
3.各层走线定义
我们在走线前,需确定主地层,电源层,并大体规划数据线,IQ线,阻抗线,音频线,高频信号线,控制线等各走在哪层。
以常见的8层单阶射频部分单面摆件主板为例。第8层为器件摆放,第1层不摆件,第6层为副地,第4层为主地,。电源,数据线走第2,第3层,TX,RX阻抗线尽量走第8层,第7层挖空,参考第6层。第7层尽量不走线,IQ线,音频线,AFC,APC,26MHZ,阻抗线等比较易受干扰,需要特别包地的可以走第5层,上下层都需要包地。第4层为主地不走线,第6层为副地,尽量不走线。
4.走线规范
4.1 阻抗线
阻抗线尽量走表层,走表层时,底下一层挖空,再下面一层地做参考地。走内层时,上下层都需要包地保护,左右也需包地良好。所打27孔位置,第1层和第8层需都是地。尽量远离数据线,电源线,信号线,免受其干扰。TX阻抗线都控制50ohm,RX阻抗线目前走的是150ohm差分线。RX差分阻抗控制线需两两平行,靠近,等长。
4.2 高频信号线
高频信号线,例如26MHZ,EDCLK等需特别包地保护,避免干扰GSM接收。尽量走内层,走最短距离。上下层都需要包地。若需打27孔,确保27孔位置的第1层和第8层都是地。高频信号线不能走在天线区域附近。
4.3,APC,AFC,IQ线和需保护的控制线
IQ线需特别保护,一般走中间层,如5层。上下两层需是地。左右需铺铜保护。尽量远离干扰源,如电源线,数据线,高频信号线等。同时也避免以上干扰源的27孔,离IQ线太近。由于IQ线是差分线,所以需两两平行,靠近,等长。IQ线尽量走直线,走最短距离。APC,AFC都是需要单独包地,上下层都需是地。远离干扰源。其他控制线,如PA的band-select,PA-enable,FEM的band-select线可走在一起,尽量包地,也需尽量远离干扰源。
4.4 电源和地
主板上电源走线很重要,尽量让整个电源网络为星型,避免为O型电源网络,形成电源回路,降低EMC性能。PA工作时,消耗电流很大,为避免PA输入电源压降太大,PA的供电电源线必须粗,一般线宽为80mil。换层时需多打机械孔,激光孔。使之充分连接,与电池连接器连接处更需多打孔。Skyworks的PAsky77328的VCCA,VCCB pin脚电源线需从电池连接器单独拉出,线宽至少16mil。到tranceiver的电源也需单独从电池连接器单独拉出,线宽16mil。。26mhz晶振电源是从PMU输出,也需包地保护,线宽12mil。其他AVDD,DVDD,VCCRF等,都可走12mil。除PA供电电源,其他电源线换层时小孔至少2个。所有的电源线都是干扰源,故不能靠近易受干扰的线或器件。也不能靠近高频信号线,否则高频信号干扰将随电源线布满整个主板。
电池连接器的地和主板的地连接要充分,尽量多打大孔到主地,使之直接与主地连接,小孔也多多益善,以确保主板每层的地在电池连接器附近能充分形成地回路。电源线附近也尽量多打大孔到主地,使之回路面积较小,改善EMC性能。屏蔽框焊盘处需多打小孔,大孔,使之与主地充分连接。板边处也尽量多打大,小孔,改善EMC性能。PA,FEM,transceiver底下地PAD多打大,小孔,与主地充分连接,并有益PA散热。26MHZ晶振焊盘底下需多打大,小孔。
还有几处需要禁止铺铜区域。
1,GSM,BLUETOOTH,手机电视等天线溃点PAD,1到8层都禁止铺铜。若是monopole天线,整个天线区域1到8层都禁止铺铜。
2,射频屏蔽框以内表层不用铺铜,若射频器件放第8层,第7层的地沿屏蔽框和外面的地断开,直接靠大孔与主地相连。
3,26MHZ晶振下面一层地也与周围地隔开,直接靠大孔与主地相连。
总之,地孔是越多越好,但若在大片无走线区域,密集打过多地孔,板厂可能会有意见,导致PCB工程确认不过。
5.可生产性检查
检查屏蔽罩内的器件是否离屏蔽罩太近,会不会引起短路,安全间距为12mil。
检查器件是否靠板边太近,容易掉件。
检查solder mask层,天线pad,speaker PAD,RECEIVER PAD,震动马达PAD等确定是否要上锡。
接下来为大家附上一系列的注意事项:
1,RX线为150ohm差分阻抗线,根据实际情况调整线宽,要求两两平行,靠近,等长。
2,TX线为50ohm阻抗线,根据实际情况调整线宽。
3, PA 供电电源,走80mil,换层时需多打孔。至少大孔2个,小孔4个。
4,PA VCCA,VCCB,需单独从电池连接器走一根线,线宽16mil。
5, 6129 电源,需单独从电池连接器走一根线,线宽16mil。
6,IQ线,走6mil,需上下左右包地。需两两平行,靠近,等长。
7,APC,AFC走4mil,需包地良好。其他控制线走4mil,尽量包地。
8, FEM,PA, transceiver 底下需多打地孔。
9,其他射频部分电源线都走16mil,换层时,小孔需2个。
10,26MHZ信号线走4mil,需包地良好。
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