【经验分享】eMMC芯片的PCB可制造性设计问题

 

 

 

了解eMMC芯片

 

 

eMMC芯片是一种集成了闪存存储器和控制器的嵌入式多媒体卡（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。

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 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。

 

 

 

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。

   

DATA Strobe

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。

 

 

 

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。

   

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。

 

 

 

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。

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。

 

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