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嘉立创EDA笔记

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常用网站

立创商城 - 用于查芯片 半导小芯 - 用于芯片选型

常用公式

1mil = 0.0254mm 1mm = 39.37mil

3W 原则:不同信号线的线间距应大于3倍线宽

常用快捷键

绘制器件元件与封装

元件

封装

引脚长度补偿(用于侧边含有引脚的,如果手册上写了照着画则别管)

参数说明:

  • 器件实体长度:A
  • 器件管脚可焊接高度:H
  • 器件管脚可焊接长度:T
  • 器件管脚宽度:W
  • 外侧补偿值:T1
  • 内侧补偿值:T2
  • 侧边补偿值:W1
  • 补偿后焊盘长度:X
  • 补偿后焊盘宽度:Y
  • 焊盘中心距:S 计算公式:
  • 补偿后焊盘长度 = 外侧补偿值 + 器件管脚可焊接长度 + 内侧补偿值 (X = T1 + T + T2)
  • 补偿后焊盘宽度 = 侧边补偿值 + 器件管脚宽度 + 侧边补偿值 (Y = W1 + W + W1)
  • 焊盘中心距 = 器件实体长度 + 2倍的外侧补偿值 - 补偿后焊盘长度(S = A + T1 + T1 - X) 推荐取值范围:
    参数 取值范围
    外侧补偿值 0.1 ~ 1 mm
    内侧补偿值 0.1 ~ 1 mm
    侧边补偿值 0 ~ 0.2 mm

使用命令工具精细控制

打开方式:toolbar->工具->命令
常用命令:(使用前先切换到丝印绘制模式)

1
2
3
4
5
6
// 绝对坐标命令
x x坐标 y坐标
// x坐标相对坐标命令
ix x坐标偏移量
// y坐标相对坐标命令
iy y坐标偏移量

技巧

  1. toolbar->工具->重新编号焊盘
  2. toolbar->布线->自动裁剪丝印

注意点

  • 丝印不要添加在焊盘上了
  • 保持丝印大小合适,不要太大(影响排版)也不要太小(看不到)

按模块进行布局(先不需要连线)

参考顺序

结构器件(如装配图上给出的typec端子,主芯片)->特殊器件->主要器件

叠层设计

1
2
3
4
Layer 1:信号层(Top Signal)
Layer 2:地平面(Ground Plane)
Layer 3:电源平面(Power Plane)
Layer 4:信号层(Bottom Signal)

设计规则

线宽设置

添加电源线的类()

一般外层铜厚为 1 OZ, 1.5 A电流至少大于23mil, 日常使用6-10mil合适(0.2A-0.5A)
BGA 封装的常用线宽: 4mil

阻抗匹配

嘉立创阻抗计算器

类型 别名 结构特点 回流路径
单端阻抗(外层) 微带线 信号线下方有地平面,同层无邻近地铜 通过下方地平面返回
共面单端阻抗(外层) CPW 信号线两侧有同层地铜,下方可有/无地平面 通过同层地铜和下方地平面共同返回
差分阻抗(外层) 差分微带线 差分对下方有地平面,同层无侧边地铜 主要靠互耦,辅以下方地平面返回
共面差分阻抗(外层) CPWG 差分对两侧有同层地铜,下方通常有地平面 通过同层地铜、下方地平面和互耦共同返回
常用数据:
  • USB2.0 90R
  • USB3.0 90或100R(具体查看对应手册)
  • SD座子 UHS-I(单端信号;推荐单端阻抗:50 Ω ±10%;信号线包括:CLK, CMD, DAT0~DAT3
  • SD座子 UHS-II(差分信号);使用专用差分对(TX+/TX−, RX+/RX−);差分阻抗:100 Ω ±10%
50R天线阻抗
  • 优先使用差分共面阻抗进行计算
  • 线宽与焊盘宽度相近
  • 添加约束区域对天线部分的焊盘设置铺铜全连接以及之前的间距(匹配电路,附近引脚,天线端子)

铺铜区域

网络间距

当铺铜时出现明显的铺铜区域受其他焊盘影响时,可以适当调小(比如8)

连接方式

  • 直连:焊盘与内层铜皮(如GND或PWR平面)全周无缝连接
  • 发散:焊盘通过2~4条细颈走线(spokes) 与内层平面连接,形成“十字”或“米字”结构。

注意点

  • 铺铜时要有倒角
  • 大电源直接铺铜处理

电容放置规则

扇孔

该步骤负责较短的走线与打好过孔(含GND),尽可能多打孔,后期不用可以删掉

回流过孔(Return Vias)

  • 丝印处可以打过孔与走线,但是不要在焊盘上打过孔(除非你用特殊工艺)
  • 如果线需要很长且跨层的话,先不要连接,就近处引出过孔
  • 一个器件的信号孔旁边就近打它的GND过孔(减少回流路径,也就是降低电感)

屏蔽过孔(Shielding Vias)

  • 在差分对,敏感信号附近打屏蔽过孔(GND)
  • 包地处理,直接使用 GND 线包着即可(同层)

地孔围栏(Ground Via Fence)

走线

注意点

  • 要么垂直从焊盘出来,要么从焊盘四个角处45度出来,不要从边上45度出来
  • 电源相关的布线宽度要大一点(如果引出的间距较小,可以先使用小宽度引出,然后再切回大宽度)
  • 如果封装影响走线,可以适当修改封装的焊盘大小,改成长圆型(适当,适当)

电源与地平面的处理(4层板)

解决方案:

  1. 地平面尽量靠近需要地过孔比较多的,可以提供一个完整的地平面
  2. 将小信号走在电源层,这样顶层与底层都能有完整的地平面参考

修线

要求:不存在信号跨分割,满足载流路径,回流路径短,不存在环形、U型走线

等长处理

其他知识

散热过孔

将器件产生的热量从顶层(或底层)传导至内层或另一侧铜箔/平面的一种导热结构

特殊

  • 顶层与底层板子的四周进行铺铜操作,并打上一排的过孔(构建 “PCB 边缘电磁屏蔽边界”)
  • 电源->芯片,先大电容后小电容

磁珠与电感的特性

磁珠:高频噪声抑制 电感:

C-L-C π型滤波结构(大电流电源轨)

二阶滤波器,第一级C-L滤除大部分交流成分,第二级C进一步旁路高频噪声

BUCK-BOOST 电路

RC 吸收电路

过流保护

防反接

浪涌保护

RC 缓启动电路

公式

I2C 电平转换电路

  • 高电平两侧分别拉高
  • 低电平时导通,总线被一侧拉低
选择

短距离/低速:$4.7k\Omega \sim 10k\Omega$。
长走线/高速 (400kHz):$2.2k\Omega$。

常见元件

Type-C

典型电路

来源

引脚功能

锂电池充放电管理

USB和电池供电的切换电路设计

DC-DC 转换模块

Layout 检查单

Ref:
Switching Regulator Layout For Dummies
Switching regulator fundamentals

  1. 保证芯片下面的地是干净的
  2. FB 要尽可能的短,靠近芯片
  3. 反馈电阻尽量靠近FB引脚
  4. 通孔的方式 Vout与FB部分连接是可以的

LDO 电源转换模块

AEC电路(回声消除)

书签

乐鑫音频开发框架指南 通用高速信号布线 降低EMI的 PCB 设计指南

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