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eMMC芯片的PCB可制造性设计问题

华秋DFM 来源:华秋DFM 作者:华秋DFM 2023-06-29 08:44 次阅读

了解eMMC芯片

eMMC芯片是一种集成了闪存存储器和控制器嵌入式多媒体卡(Embedded MultiMediaCard)芯片,其主要应用于移动设备,如手机、平板电脑,可以用于存储操作系统、应用程序、数据和图像等,eMMC芯片是否支持某种特定功能,取决于控制器和闪存芯片的规格和设计。

eMMC芯片的主要特点

集成度高

eMMC芯片集成了一个控制器,用于管理闪存芯片,简化了产品设计过程,并加速了产品的推出。

统一接口

eMMC采用了MMC标准接口,可以与多种存储设备匹配,包括NAND存储设备和MMC设备。

较大容量

eMMC常见的容量为2~256GB,可以满足用户对大容量存储的需求。

高速传输

eMMC芯片支持较高的数据传输速率,且取决于其版本和规格,最高可达到400MB/s或更高。

兼容性强

eMMC芯片可以与多种移动设备和计算机系统兼容,包括Windows、Mac、Android等。

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eMMC芯片的引脚

eMMC芯片是一种固态闪存卡,其引脚定义与一般的SIM卡或SD卡略有不同,因此在使用时,需要根据具体的硬件设备和芯片规格进行适当的修改。同时,由于eMMC芯片在移动设备中的广泛应用,因此了解其引脚定义和工作原理,也有助于更好地进行数据通信和操作。下面以KLM8G1GETF为例,简单介绍一下其引脚:

VCC/VCCQ

VCC是给闪存电源供电的引脚,一般是3.3V;VCCQ是给存储器控制器供电的引脚。

CLK

时钟输入引脚,由主处理器发出,进入eMMC芯片。

DATAStrobe

数据选通引脚,由eMMC发出给主处理器的选通信号,在HS400模式中,读取数据和CRC响应与数据选通同步。

DATA0-DATA7

数据总线,双向数据传输模式“上拉”,eMMC默认是1位模式,也可以使用4位或8位。

RSTN

复位引脚,低电平有效,因此一般会为引脚拉上一个电阻,保持默认高电平不复位。

CMD

用于设备初始化和命令传输的双向信号,命令在两种模式下运行,开漏用于初始化,推挽用于快速命令传输。

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eMMC芯片的PCB设计

eMMC芯片的PCB设计需要考虑到多个方面,包括电源和接口、布局和走线、防护、散热、测试和调试等,以确保eMMC的性能和可靠性,满足设备的要求。

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电源和地线

确保为eMMC芯片提供稳定的电源和地线,电源线应该足够宽以承受芯片的功耗需求,并且应该尽量减小电源线的长度和阻抗。

信号线长度匹配

eMMC芯片的信号线长度应该尽量匹配,以减小信号传输的延迟和失真,可以使用差分对来提高信号的抗干扰能力。

信号线走线

尽量避免信号线与高功率线或高频线交叉走线,以减小干扰,可以使用地层和电源层来隔离信号线。

电容和电感

在eMMC芯片的电源和地线上添加适当的电容和电感,以提供稳定的电源和地线,电容和电感的选择应该符合芯片厂商的推荐

PCB布局

将eMMC芯片放置在离其他高功率或高频部件较远的位置,以减小干扰,同时尽量减小信号线的长度,以提高信号的稳定性。

pin距出线方法

因eMMC器件的pin脚间距比较小,遇到里面的引脚无法出线时,可采取以下方法:

① 在按照常规走线无法出线时,可以采取紧缩走线,就是焊盘以焊盘中间采取最小线宽走线;

② 如果无法按照最小线宽走线,也可以修改焊盘,把焊盘改成椭圆形的满足最小线宽走线的间距;

③ 实在无法走线时,可以采取在焊盘上打盲孔,换层走线。

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eMMC芯片的可制造性设计

线宽线距

最小线宽线距一般为3mil,最小线宽线距设计需满足工艺要求,如最小线宽线距超出制成能力会导致PCB板无法生产,或者生产出来的板子良率很低,成本非常高。

焊盘大小

焊盘的大小影响焊接质量,焊盘太小甚至不可焊,最小焊盘一般为0.2mm,小于0.2mm的焊盘生产可能会导致焊盘蚀刻没有了,造成板子报废。

盘中孔

盘中孔是指SMT贴片焊盘上面的孔,盘中孔一般需要树脂塞孔,孔上再镀铜来满足焊接要求,如果盘中孔没有树脂塞孔,焊接面积少会导致焊接不良。

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这里推荐一款简单易上手,且专为PCB+PCBA检测而自主研发的国产免费工具:华秋DFM软件,这是一款可制造性检查的工艺软件,对于eMMC芯片封装位置的PCB可制造性,可以检查最小的线宽、线距,焊盘的大小、阻焊桥等,还可以提前预防eMMC芯片封装位置的PCB是否存在可制造性问题。

华秋DFM软件下载地址(复制到电脑浏览器打开):

https://dfm.elecfans.com/uploads/software/promoter/hqdfm_DFMGZH.zip

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