涂卫 发表于 2019-6-20 18:36:53

PCB拐角设计个人总结

本人是初入电子行业,算是新手,所以心中很多疑惑,好在有一点打破砂锅问到底的精神。现在就细细研究一下PCB的拐角设计问题。水平不高,打字不易,一起探讨。
   在PCB布线时,走线拐角是不可避免的,好像是一句废话。这个时候老司机就会友情提示你,小靓仔,不可以走直角或者锐角哦。我就问啦:为啥子呢?一言难尽,你不会去度娘呀,好吧。下面一段话就是自己走线拐角疑惑和度娘解惑的总结。在说下面这段话之前,有一个前提要指出来,那就是这些规则针对的是高速信号,何谓高速信号呢,也就是信号的上升时间比较小,而不是纯粹的指频率有多高,这又涉及另外的知识了,不好意思跑偏了。言归正传。
   1:走线时到底可不可以走锐角?为什么?先公布答案:不可以。原因很多,有四点,原因之一:在PCB制板工艺中,如果走线为锐角,容易出现过度腐蚀,出现虚断的情况,专业名称叫acid traps。原因之二:锐角有天线效应,会产生更多的辐射,这个不用解释了吧。原因之三:在拐角处会产生额外的寄生电容和寄生电感,那你说,直角和钝角就不会产生寄生电容和寄生电感了吗?我想肯定是有的,走线本身相当于电感,只要存在其他走线或铜箔,那必然也是有寄生电容。但是没锐角那么多。原因之四:你自己可以观察一下,很明显锐角处的走线宽度是大于其他地方的,根据相关电磁理论计算得出,这肯定会带来信号的反射影响。
   2:走线时到底可不可以走直角?为什么?答案和解释和1相似,有2点细微的不同,走线为直角,不会出现过度腐蚀的问题。直角走线的折脚处走线宽度可以明确是1.414倍的线宽。那么问题来了,那我就要拐90度呢?有2个折中的办法,第一就是,你拐2次45度或135度;第二就是可以拐但是用的圆角。
还有一点需要特别指出:高速信号总是沿着阻抗最小的路径传输,以90°拐角绕等长,最终的实际信号传输路径会比原来的要略短一些。
   3:走线时到底可不可以走45度脚?这不是废话,大家基本都是这样走的。但也不是说只要是45度随便拉就行,要注意的是,45°角走线绕等长时,拐角处的走线长度要至少为1.5倍线宽,也有说3倍的,理论上越宽越好。绕等长的线与线之间的间距要至少4倍线宽的距离。这个也是理论上越宽越好。由于高速信号线总是沿着阻抗最低的路径传输,如果绕等长的线间距太近,由于线间的寄生电容,高速信号走了捷径,就会出现等长不准的情况。那平时呢,最好也遵循拐角处的走线长度为线宽的3倍。
   4:走线时用圆弧是啥子情况?可不可以用45度折线代替呢?弧线肯定是优于45度折线的,因为不存在线宽的变化,但是要好多少呢,不可量化。一般而言,对于射频或者特高频走线,比如说USB3.1 (10Gbps的传输速率)或HDMI2.0(18Gbps的传输速率)这样的高速差分信号,不用怕别人说你装逼,直接上弧线。其他情况嘛,建议用45度走线,因为用弧线的话,后期拉线会比较费劲。
   5:任意角度走线在什么情况下使用呢?效果怎么样呢?貌似任意角度走线比较少见,效果嘛,如果你说你的任意角度是150度,那很显然是优于45度(135度)的。
   还有一个问题,你走线总有打过孔的吧,比如说2层板,有一根线从顶层到底层,那顶层到底层的走线要不要遵循上述原则呢?即顶层走线要不要和底层走线避免锐角或直角?刚开始我以为要,后来深入一想,这不是傻吗?顶层和底层中间有一个过孔,不管你怎么走都是和过孔保持90度,那有什么必要去纠结顶层和底层走线的角度问题呢!
   最后引用老吴的一句话:正如二十年前我们pcblayout不用关注是否要走弧形线,不用担心pcb板材玻璃纤维对高速信号的影响一样。可能二十年后您再看这篇文字,会觉得刚说的观点相当的out…所以,不存在一成不变的pcb layout规则,随着pcb制造工艺的提升和数据传输速率的提高,有可能现在正确的规则在将来将变得不再适用。所以最为一枚合格的拉线君,一定要与时俱进,掌握产业技术方向的发展,才能不被大浪淘沙所淘汰。

yangxf0120 发表于 2019-6-20 19:34:17

谢谢分享PCB拐角设计个人总结

地沟油 发表于 2019-6-20 20:00:40

东风导弹 发表于 2019-6-21 06:52:01

过来看一看

qu-qu 发表于 2019-6-21 07:13:34

看看

学海无涯 发表于 2019-6-21 08:08:15

感谢大师的经验分享!!

yyh135m 发表于 2019-6-21 08:09:06

郑先生 发表于 2019-6-21 08:12:26

lqsgg 发表于 2019-6-21 08:18:59

zhao_siqing 发表于 2019-6-21 08:25:44

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