PCB布线走直角或锐角问题研究

首先需要说明的一点，在正常布线的过程中还是要尽量避免布线走直角和锐角。这里只是研究深入下布线走直角或锐角会有多大的危害性，结尾给出答案。

无论是教科书还是公司的技术规范都会强调布线避免出现走直角和锐角，不过这背后的理由却让人有疑惑，而且最直观的反驳条件就是过孔，当走线通过过孔换层时，经过过孔的走线不正是直角转弯吗？究竟直角走线对信号传输会有多大影响？我们来仔细研究一下。

按照一般说法，布线不能走直角有三个理由.

PCB走线在直角转弯的地方，信号前后部分相互影响，导致分布电容增加，对信号上升沿和下降沿有延缓影响。从阻抗的角度来说，走线在直角处宽度变宽，因而阻抗不连续会造成信号反射，从而影响信号的完整性。
直角的尖角容易产生放电或者增加电磁辐射。
PCB铜箔腐蚀过程中，直角的地方会聚集腐蚀液，容易造成铜箔过度腐蚀而出现断线。

第一个理由分析，直角处走线引起的阻抗变化，传输线的直角带来的寄生电容可以由下面的经验公式来计算。

C ≈ 61 W E r z 0 C≈\frac {61W \sqrt {E_r}}{z_0} C≈z061WEr

假设一条特征阻抗为50Ω，线宽为4mil的走线，一个直角带来的分布电容（变化）大概是0.01pF。可见直角走线带来的电容效应是及其微小的。

从阻抗角度来看，走线在直角的地方阻抗会发生变化，传输线的阻抗不连续会产生信号反射，可以根据下面公式来计算反射系数。
ρ = z s − z 0 z s + z 0 \rho=\frac{z_s-z_0}{z_s+z_0} ρ=zs+z0zs−z0
一般直角走线带来的阻抗变化会在7%到20%之间，因而反射系数最大为0.1左右，所以直角或锐角走线可能造成的阻抗变化其实是很微小的，对信号的影响不大，除非是GHz级别以上的超高频，PCB应当以圆弧拐弯，一般设计当中无论使用45度拐弯还是直角拐弯，甚至任何角度拐弯都没什么区别。

第二个理由分析，直角尖角走线容易放电或增加电磁辐射，不过尖角放电首先电压要高，能够击穿空气或者电路板的绝缘层，但是没有几千上万伏的普通电路是不太可能出现这种情况的。
认为尖角容易发射或者接收电磁波产生EMI，还没有什么实锤的证据，因为实在是太微弱了。有相关论文测量结果表示，1GHz以下的测量没有显示出90度，45度和圆弧走线的电磁辐射有测量设备能检测出的变化。相关论文网址如下http://dx.doi.org/10.1109/ELMAGC.1999.801409 ，论文名称“Right angle corners on printed circuit board traces, time and frequency domain analysis”
第三个理由，走线直角的工艺问题，以前的PCB生产工采用酸性腐蚀液，确实存在尖角处容易出现腐蚀过度的问题，不过90年代后早就采用了更先进的腐蚀液(碱性腐蚀液，如碱性氯化铜 )和光刻胶，已经不存在这个问题了。

总的来说，PCB不能走直角的说法似乎没有什么充足的理由，并非不能越雷池一步，在GHz以下的电路板中，走线的转弯角度无论是直角还是锐角对信号产生的影响微乎其微，需要关注的反而应该是元件布局、地线设计、线宽和过孔等设计参数影响更大，需要重点考虑。
但是我们还是要避免走直角，一方面走直角没有什么坏处但也没有什么特别的好处。走135度钝角更加保险。另一方面可能是历史和传统的问题逐渐形成的行业习惯和美学观点。而且在几乎任何场合钝角代替直角都不会差，有利无害的事情。也挺听一些网友说，在大量生产PCB时，直角容易翘皮、受热不均匀，这也是在实际生产中值得注意的点。

PCB布线走直角或锐角问题研究相关推荐

PCB 布线的直角走线、差分走线和蛇形线基础理论
PCB的绘制几个步骤: (1)模块化布局.利用Altium Designer软件的交叉选择模式进行模块化布局,一方面要遵循使得各个元器件之间的距离尽可能近的原则,这样可以保证在走线时它们之间的信号传 ...
谁说PCB布线不能走直角。。。
最近看到 Zachariah Peterson 在2020年四月写了一篇博客文章 The Great PCB Layout Rules of Thumb Debate Rages On[1] ,对于 ...
PCB布线这几种走线方式，你会吗？
在我们学习嵌入式开发的过程中,PCB布线是必不可少的.好的布线方式,轻则看着美观.布局合理,重则可以节约生产成本,达到良好的电路性能和散热性能,使元器件的性能达到最优.今天,小编梳理了PCB设计中常见 ...
pcb布线拐角处打地孔_PCB上的走线到底能不能走90°拐角？这是一个值得关注的问题...
PCB上的走线到底能不能走90°拐角?这是一个老生常谈的问题,也是让很多新入坑的PCB Layout 工程师疑惑的问题.今天,我们不妨一起来聊聊这个话题. PCB上的走线能不能走90°拐角很多IC原 ...
pcb布线拐角处打地孔_PCB线路板布线的10个重要规则——公众号【深圳LED网】
PCB布线,即铺设通电信号的道路以连接各个器件,这好比通过修路来连接各个城市通车.在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,同时也是技巧最细.限定最高的步骤,甚至有经验的工程师也对布线颇为头疼. ...
kicad最小布线宽度默认是多少_超实用PCB布线技巧，菜鸟和老司机都应该知道！...
毫无疑问,布线是整个PCB设计中最重要.最费时的工序,直接影响着 PCB 板的性能好坏.作为一名合格的.优秀的PCB设计工程师,除了要把线布通外,更要满足其电气性能.让线整齐美观,而这需要工程师掌握一 ...
【转】PCB布线技巧
PCB布线技巧布线(Layout)是PCB设计工程师最基本的工作技能之一.走线的好坏将直接影响到整个系统的性能,大多数高速的设计理论也要最终经过Layout得以实现并验证,由此可见,布线在高速PCB ...
超实用PCB布线技巧，菜鸟和老司机都应该知道！
毫无疑问,布线是整个PCB设计中最重要.最费时的工序,直接影响着 PCB 板的性能好坏.作为一名合格的.优秀的PCB设计工程师,除了要把线布通外,更要满足其电气性能.让线整齐美观,而这需要工程师掌握一 ...
干货｜最全PCB布线教程总结，14条PCB布线原则技巧，保姆级搞定PCB布线
1.坚持手动布线,慎用自动布线 2.了解制造商的规格 3.合适的走线宽度 4.迹线之间留出足够的空间 5.元器件放置 6.保持模拟和数字走线分开 7.接地层 8.走线和安装孔留有足够的空间 9.交替走 ...

PCB布线走直角或锐角问题研究

PCB布线走直角或锐角问题研究相关推荐

最新文章

热门文章