张飞软硬开源基于STM32 BLDC直流无刷电机驱动器开发视频套件,👉戳此立抢👈

矿机中的芯片封装设计方案

2019-01-01 07:11 次阅读

随着时代的发展,越来越多的技术伴着EDA工具的不断完善以及工作的细分,从前觉得很专业的事情,现在变得门槛越来越低,闲下来的时候想想如果我依然只会画画原理图,画画PCB,那么迟早会被更加有精力、更加专业的人替代就觉得心慌。比如五年前,我当时能够完成一拖8的DDR3设计,在当时可以靠这个混口饭吃。然而现在你在去看,满大街的layout工程师,他们比我有精力、比我更渴望学习、比我更加容易接受新的EDA工具和新的设计理念。因此我必需给自己找条更好的路,让自己的技术更加丰富起来,更加有能力去解决一些在当下很多人无法解决的问题。 我觉得在未来,底层的layout也好,数字电路设计也好,基本一个普通的大专生培训3个月就可以非常轻松的上手,毫不夸张的说,只要你懂欧姆定律,就可以实现一个平板电脑的设计,因为现在的很多功能都已经sip到了芯片内部去了,哪怕是模拟的RF部分,现在也将LNA、SWITCH等等射频电路集成了,前端只有做个天线的阻抗匹配即可,所以你可以看到,其实技术依然在,只是越来越多的活被做芯片人干掉了,所以我以时俱进,去干一干系统集成的一个部分:如何通过芯片级的设计去解决一些板级发生的问题。

在研究挖矿机的时候,我发现了一个比较严峻的问题:

由于芯片的电流非常的大,传统的芯片VCC和VSS的焊盘设计见下图:

矿机中的芯片封装设计方案

上图设计,工程师一般要把DIE放置在VSS焊盘上,因此我们会看到,电流的流通路径必然会是从VCC焊盘取电,然后通过基板在通过DIE的BALL传递到内核,在经过die的BALL传导到基板在下到PAD在回到电源负极,见图,

矿机中的芯片封装设计方案

如果电流很小,那么我么可以不用考虑这个路径上的阻抗导致的drop。然而BTC的芯片过电流往往会是30A以上,因此我以30A模拟仿真了下数据,可以发现一些端倪:

矿机中的芯片封装设计方案

上图可以看到,红色部分为VCC焊盘下方,设置的输入源,我们看IR-DROP可以看到,在DIE的下端明显压降远远大于上端。这就会造成一个问题:DIE下端的单元获取到电压会低于上端电压,进而如果按理论VCC=0.5V供电会导致下端的计算单元的正确率低于上端,如何解决该问题呢?一个简单的办法就是加压:把电压抬高到下端能够达到0.5V,但是这样造成一个新问题:上端的单元供电电压偏高进而造成功耗增大。。 ^. E’ W“ |; Z$ u

以上问题,如果是一个原理工程师或者PCB工程师或者单纯的substrate工程师都可能无法真正的认识到并做出改进,因为实际上对于封装工程师而言,也许他不会意识到系统设计上的大电流给后端造成的困扰,而原理图工程师由于不清楚封装设计原理从而无从下手,很好,我发现我可以做这件事,因为我既懂得板级设计又懂芯片设计,应该有机会靠这个混碗饭吃。1 p& Q” \/ C3 E4 r

如何改进改办法呢?我们还是要分析一下,用的知识点不懂,就是欧姆定律:压降大原因是阻抗大,为什么阻抗大?是因为过电流层只有基板上的铜,而这个铜一般只有30um,在30A的电流下,催生了如此大的压降。因此改进点就是:如何降低路径上的阻抗。方法如下:- S4 M. P5 a2 ` {。 x8 d9 v/ j

1、基板加层。我去,太贵了。

2、基板铜厚增加,一样,太贵了。

3、减短路径。

我考虑了下,第三个办法应该是可行的,如何减短路径?我把焊盘重新调整了下:

矿机中的芯片封装设计方案

上图的改进点在于,我将电源的焊盘延伸下来了,由于PCB铜厚可以做的2OZ,因此可以大大减小路径阻抗,同时由于四周都进电源,也能侧面减小路径,看一下仿真图:

矿机中的芯片封装设计方案

结果果然:very good!

真想做一下这个测试,可惜做一个16nm的芯片从RTL设计到板级 没有2000万是下不来了,遗憾没有办法实际来验证一下这个结论。然而从这里有可以看到,越往芯片级的设计,越需要设计者考虑的更加的充分,做好仿真,通过理论和仿真进行对比,进而做出最优的设计,因为你再也不敢说:错了没事,咱在打一板不就得了。

收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

最新Altium Designer19入门教程:绘制stm32四层主板PCB设计教程

发表于 10-26 00:00 49611次 阅读
最新Altium Designer19入门教程:绘制stm32四层主板PCB设计教程

5G多元应用需求大,再度引爆PCB 庞大商机

5G带动PCB用料庞大,老牌厂楠梓电透过旗下沪士电子率先取得华为、爱立信基地台大单,先丰也在相关领域....
的头像 CINNO 发表于 03-25 11:50 12次 阅读
5G多元应用需求大,再度引爆PCB 庞大商机

Digi-Key 宣布推出供应商驱动型 KiCad 资料库

鉴于去年发布的资料库由 Digi-Key 应用工程团队策划和开发,合作伙伴资料库旨在让制造商提供其符....
发表于 03-25 11:03 4次 阅读
Digi-Key 宣布推出供应商驱动型 KiCad 资料库

3.3V电源的原理图和PCB资料合集免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是3.3V电源的原理图和PCB资料合集免费下载。
发表于 03-25 08:00 4次 阅读
3.3V电源的原理图和PCB资料合集免费下载

使用51单片机设计的PCB图和电路原理图等资料合集免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是使用51单片机设计的PCB图和电路原理图等资料合集免费下载,经过本人的测....
发表于 03-25 08:00 10次 阅读
使用51单片机设计的PCB图和电路原理图等资料合集免费下载

STM32F10C8T6的PCB和开发板电路原理图等资料合集免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是基于Arduino接口标准的STM32F10C8T6核心的PCB和开发板....
发表于 03-25 08:00 9次 阅读
STM32F10C8T6的PCB和开发板电路原理图等资料合集免费下载

贴片电容主要失效原因是怎样的和解决方法说明

引起机械裂纹的主要原因有两种。第一种是挤压裂纹,它产生在元件拾放在PCB板上的操作过程。第二种是由于....
的头像 玩转单片机 发表于 03-24 11:44 382次 阅读
贴片电容主要失效原因是怎样的和解决方法说明

我国PCB行业的产业回顾与展望

019国际电子电路(上海)展览会重磅内容——CPCA 2019春季国际PCB技术/信息论坛于3月19....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 03-24 10:19 479次 阅读
我国PCB行业的产业回顾与展望

新手学习protel99的常见问题和解决方法

画好SCH图后,在启动同步器更新PCB文件时,如果弹出“Can not execute all ne....
发表于 03-24 10:10 42次 阅读
新手学习protel99的常见问题和解决方法

数字微流控技术的基本原理芯片结构及在生物分析中的应用说明

近20年来,随着微全分析系统(Micro-total-analysis syste, μTAS)和芯....
的头像 MEMS 发表于 03-24 10:09 525次 阅读
数字微流控技术的基本原理芯片结构及在生物分析中的应用说明

PCB设计者应如何考虑信号电平与工作频率

PCB设计者对于一个电路原理图,首先应当知道其信号电流的流向。不过这个问题很简单,根据国际惯例,输入....
的头像 PCB工艺技术 发表于 03-23 09:15 196次 阅读
PCB设计者应如何考虑信号电平与工作频率

谈沈庆芳:鹏鼎控股的创新发展 源于企业家的特立独行

相对于一般的PCB企业领导而言,沈庆芳有其独特的人生经历。今年53岁从银行“半路出家”到电路板行业。....
的头像 PCBworld 发表于 03-22 17:21 1508次 阅读
谈沈庆芳:鹏鼎控股的创新发展 源于企业家的特立独行

开关电源的分类和PCB布线原则

开关电源的合理设计技术(3)
发表于 03-22 16:14 30次 阅读
开关电源的分类和PCB布线原则

IC版图设计的十四个复习题的详细资料说明

1、什么是版图设计?版图设计的依据有那些?按照电路的要求和一定的工艺参数,设计出元件的图形,并进行排....
发表于 03-22 15:24 20次 阅读
IC版图设计的十四个复习题的详细资料说明

IC版图 tanner pro软件的使用资料总结

Tanner Pro集成电路设计软件是由Tanner Research 公司开发的基于Windows....
发表于 03-22 15:24 14次 阅读
IC版图 tanner pro软件的使用资料总结

PCB板上的那些“特殊焊盘“到底起什么作用?

采用放电间隙(Sparkgaps )放电间隙是一对指向彼此相对的锐角的三角形,指尖相距最大10mil....
的头像 玩转单片机 发表于 03-22 15:02 185次 阅读
PCB板上的那些“特殊焊盘“到底起什么作用?

【第4期】每周精选之电子技术资料汇总

为了方便大家查找技术资料,从今天开始,每个星期都会有一个社区资料总贴,同时也会选取一周的每天看电路和直播,让大家可以结合...
发表于 03-22 14:48 486次 阅读
【第4期】每周精选之电子技术资料汇总

FPGA视频教程之如何设计复杂的数字系统详细资料和硬件描述语言概述

1.选用合适的EDA仿真工具,2.选用合适电路图输入和HDI编辑工具,3.逐个编写可综合HDL模块,....
发表于 03-22 13:59 22次 阅读
FPGA视频教程之如何设计复杂的数字系统详细资料和硬件描述语言概述

请问图中右上方的框子是什么

这右上方的框子是什么啊,怎么去掉啊,求解 ...
发表于 03-22 07:35 23次 阅读
请问图中右上方的框子是什么

交叉选择模式是灰色的

在原理图中交叉选择模式是灰色的,pcb中可以选择但不能使用。 ...
发表于 03-22 07:35 21次 阅读
交叉选择模式是灰色的

请问PCB边沿导电怎么设置?

画了一块板子要求板子的边沿要导电,在画PCB的时候该怎么设置..........
发表于 03-22 06:35 30次 阅读
请问PCB边沿导电怎么设置?

请问有制作U盘PCB的资料吗?

最近想做个U盘,但是就是找不到资料,哪位大哥有的给小弟共享一下...
发表于 03-22 06:35 25次 阅读
请问有制作U盘PCB的资料吗?

请问PCB上面的logo表面像是铜铺的是怎么弄的?

如下图:红色框框的字像是铺的铜,是直接将所选择的字,改为top layer  吗? ...
发表于 03-22 06:35 30次 阅读
请问PCB上面的logo表面像是铜铺的是怎么弄的?

高速中的蛇形走线在不同应用场合的不同作用

蛇形走线,因为应用场合不同而具不同的作用: (1)如果蛇形走线在计算机板中出现,其主要起到一个滤波电感和阻抗匹配的作用,提...
发表于 03-22 06:20 20次 阅读
高速中的蛇形走线在不同应用场合的不同作用

AD16 PCB上有些元器件出现错误

怎么改规则都没有用
发表于 03-22 03:34 21次 阅读
AD16 PCB上有些元器件出现错误

IC版图设计和PCB版图设计有什么区别详细资料说明

IC指的是集成电路,IC版图设计(IC layout)是指将前端设计产生的门级网表通过EDA设计工具....
发表于 03-21 17:23 50次 阅读
IC版图设计和PCB版图设计有什么区别详细资料说明

FPGA视频教程之Quartus II的基础知识免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是FPGA视频教程之Quartus II的基础知识免费下载内容包括了:1.....
发表于 03-21 16:54 21次 阅读
FPGA视频教程之Quartus II的基础知识免费下载

CPCA由镭理事长: PCB企业五策略携手迈向下一个黄金十年

而中国大陆是否能复制过去发展模式,在塑下一个黄金十年,由理事长提出几个不确定性,尤其PCB增长速度基....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 03-21 16:45 347次 阅读
CPCA由镭理事长: PCB企业五策略携手迈向下一个黄金十年

如何学习51单片机

1、我从不说51是基础,如果我这么说,也请把这句话理解为微机原理是基础。 2、对51单片机的操....
发表于 03-21 14:38 132次 阅读
如何学习51单片机

人工智能和5G网络时代即将来临,给高多层板带来新的增长点

PCB高多层板集中在两大应用领域
的头像 PCBworld 发表于 03-21 14:27 363次 阅读
人工智能和5G网络时代即将来临,给高多层板带来新的增长点

AD17 pcb错误

PCB封装错误 [url=][/url] [url=][/url] [url=][/url] 怎么更改都不行,重新做封装也不行 原理图中也没有大波浪 ...
发表于 03-21 08:56 175次 阅读
AD17 pcb错误

PCB设计教程之PCB布线技术的详细资料说明

好的PCB设计需要花费数十年的时间才能不断磨砺而成,设计一个可靠的高速,混合系统需要用到大量的理论知....
发表于 03-21 08:00 49次 阅读
PCB设计教程之PCB布线技术的详细资料说明

2019年5G将正式进入商业阶段,PCB产业在5G时代量价齐升

5G不仅可以为我们带来AR/VR、自动驾驶和物联网等体验,也将给整个产业链创造万亿规模的市场。根据中....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 03-20 17:00 954次 阅读
2019年5G将正式进入商业阶段,PCB产业在5G时代量价齐升

MSP430单片机量产编程工具使用及其工装制作的详细资料说明

产品量产时需要给MCU编程,由于数量多达数万套,用PC软件操作进行编程,速度太慢,因此需要脱机编程工....
发表于 03-20 16:47 36次 阅读
MSP430单片机量产编程工具使用及其工装制作的详细资料说明

江西众达泰隆重开业,年产130万平方米柔性线路板

PCB工艺技术讯 信息技术和软件应用的普及,推动了各个行业的发展。“互联网+”思维的出现更是颠覆了....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 03-20 14:19 222次 阅读
江西众达泰隆重开业,年产130万平方米柔性线路板

如何防止PoE接口应用差分模式的瞬态电压威胁

ESD是一种速度非常快的瞬态脉冲。根据IEC61000-4-2标准给出的模型,ESD波形的上升时间为....
发表于 03-20 14:14 49次 阅读
如何防止PoE接口应用差分模式的瞬态电压威胁

又一片PCB蓝海! 5年之内,摄像头模组市场规模将达457亿美元!

CMOS摄像头模组(CMOS Camera Modules,CCM)已经成为重要的传感技术,尽管市场....
的头像 PCBworld 发表于 03-20 11:09 308次 阅读
又一片PCB蓝海! 5年之内,摄像头模组市场规模将达457亿美元!

超华科技:力争在三到五年内成为全球铜箔、覆铜板行业龙头企业

2019国际电子电路(上海)展览会于3月19日国家会展中心(上海)隆重开幕。
的头像 PCB资讯 发表于 03-20 11:06 357次 阅读
超华科技:力争在三到五年内成为全球铜箔、覆铜板行业龙头企业

三个步骤,PCB设计信号等长分析

但是我们做设计时有时发现DDR器件等长没有做,其成品也可正常运行,并没产生影响,原因一般是系统软件对....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 03-19 17:30 321次 阅读
三个步骤,PCB设计信号等长分析

深南电路:5G方面PCB产品已进入小批量生产阶段

毫米波雷达等智能驾驶部件将提升高端PCB的需求。毫米波雷达由于电路频率高达2477GHz,对PCB以....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 03-19 14:20 274次 阅读
深南电路:5G方面PCB产品已进入小批量生产阶段

TMC5130A步进电机驱动电路原理图和PCB图资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是TMC5130A步进电机驱动电路原理图和PCB图资料免费下载。
发表于 03-19 08:00 70次 阅读
TMC5130A步进电机驱动电路原理图和PCB图资料免费下载

NEL-C电源监测模块的数据手册免费下载

NEL-C电源监测模块,可应用在DCO一-40V, 0一-5A的产品设计中,模块本身采用4.5- -....
发表于 03-18 16:27 27次 阅读
NEL-C电源监测模块的数据手册免费下载

鹰眼科技既是偶然也是必然,开启PCB行业之路

说起鹰眼科技与PCB领域的渊源,看似一次巧合,实则是一场注定的缘分。鹰眼科技前身是一家以“机器视觉和....
的头像 PCB行业融合新媒体 发表于 03-18 14:54 947次 阅读
鹰眼科技既是偶然也是必然,开启PCB行业之路

三圈两地开关电源PCB布板要领的详细资料说明

有人说关电源的布板反正很麻烦,我同意,因为它是开关电源,不是其他 题目是讲“要领”,因此不讲细节,....
发表于 03-18 08:00 98次 阅读
三圈两地开关电源PCB布板要领的详细资料说明

STM32单片机入门系列教程之如何提高STM32的学习效率

每当我们在入门之前(ARM 是这样,DSP 也一样),总会会有很多疑问,会有很多顾虑。我们渴望知道学....
发表于 03-18 08:00 96次 阅读
STM32单片机入门系列教程之如何提高STM32的学习效率

一个新的PCB板调试方法和寻找故障的经验总结

对于一个新设计的电路板,调试起来往往会遇到一些困难,特别是当板比较大、元件比较多时,往往无从下手。但....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 03-17 09:11 412次 阅读
一个新的PCB板调试方法和寻找故障的经验总结

崇达技术初步完成转型,PCB业务将迎来扩张期

崇达技术 2018年收入36.5亿元,归母净利5.63亿元。Q4单季度收入8.85亿元,,净利润1.....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 03-16 11:24 696次 阅读
崇达技术初步完成转型,PCB业务将迎来扩张期

深南电路年营收超76亿,PCB业务贡献最大、增长最快

根据国际研究暨顾问机构Gartner报告预估,2019年全球穿戴式装置出货量将达到2.25亿台,年增....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 03-16 11:20 558次 阅读
深南电路年营收超76亿,PCB业务贡献最大、增长最快

2022~2023高峰年度,5G基站PCB单年度需求为210~240亿元

5G宏基站PCB价值量是4G(4692元)的3.2倍。5G宏基站内PCB价值量约为15104元/站,....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 03-16 11:14 475次 阅读
2022~2023高峰年度,5G基站PCB单年度需求为210~240亿元

2019年1月份北美PCB销售订单量大幅下落

2019年1月份北美地区PCB出货量与去年同期相比,下降了21.4%;与上个月相比,1月份的出货量减....
发表于 03-16 10:18 55次 阅读
2019年1月份北美PCB销售订单量大幅下落

高精度小尺寸PCB外形设计问题探讨

尽管目前PCB技术的发展日新月异,很多PCB生产厂商将主要精力投入到HDI板,刚挠结合板,背板等高难....
发表于 03-16 10:15 95次 阅读
高精度小尺寸PCB外形设计问题探讨

pcb设计过程中阻抗的计算

做pcb设计过程中,在走线之前,一般我们会对自己要进行设计的项目进行叠层,根据厚度、基材、层数等信息....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 03-16 09:04 253次 阅读
pcb设计过程中阻抗的计算

5G商用开启, 宏基站PCB市场在三年内有望达到279亿元

当前5G时代渐行渐近,2019年将进入初商用,2020年将正式商用。
的头像 PCB商情 发表于 03-15 17:19 722次 阅读
5G商用开启, 宏基站PCB市场在三年内有望达到279亿元

新能源汽车PCB用量接近传统燃油车的4倍,单车PCB价格超过1200元

近年汽车电气化、电子化趋势明显,而PCB在汽车电子系统中几乎无处不在。
的头像 PCB行业融合新媒体 发表于 03-15 17:16 717次 阅读
新能源汽车PCB用量接近传统燃油车的4倍,单车PCB价格超过1200元

大裁员2500人,华映陷入“绝境”?

面板厂华映公告人力调整计划,已于今日向桃园市政府劳动局提出大量解雇劳工计划书,将依据劳动相关法令规定....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 03-15 09:57 1125次 阅读
大裁员2500人,华映陷入“绝境”?

台郡科技和振鼎科技正在为苹果新款iPad生产PCB

外界预测此次发布会将聚焦于新服务,不过必定会发布一两款硬件产品。而据中国台湾《电子时报》报道,苹果的....
发表于 03-15 08:43 129次 阅读
台郡科技和振鼎科技正在为苹果新款iPad生产PCB

Altium Designer高级规则语法参考PCB查询功能的详细资料说明

Altium_Designer_高级规则语法参考。对于PCB的设计, AD提供了详尽的10种不同的设....
发表于 03-15 08:00 51次 阅读
Altium Designer高级规则语法参考PCB查询功能的详细资料说明

BC95 PCB封装零件与焊盘的详细资料说明

本文档的主要内容详细介绍的是BC95 PCB封装零件与焊盘的详细资料说明。
发表于 03-15 08:00 43次 阅读
BC95 PCB封装零件与焊盘的详细资料说明

PROTEL封装库和PCB库的资料合集免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是PROTEL封装库和PCB库的资料合集免费下载。
发表于 03-14 14:11 35次 阅读
PROTEL封装库和PCB库的资料合集免费下载

单片机高级教程应用与设计PDF版电子书免费下载

本书是何立民教授主编的为大专、本科、研究生的《单片机系列教程》丛书之一。在总结近几年单片机技术发展的....
发表于 03-14 08:00 96次 阅读
单片机高级教程应用与设计PDF版电子书免费下载