最初學(xué)習(xí)PCB設(shè)計(jì)時(shí)，很多老師說(shuō)過：注意不要走直角。很多人也認(rèn)為優(yōu)秀的電子工程師都應(yīng)該在PCB電路設(shè)計(jì)時(shí)避免直角走線。

但事實(shí)上，PCB一定不能直角走線嗎？

01 能不能直角走線，電路頻率說(shuō)了算！

PCB并不是絕對(duì)不能直角走線，而是視電路情況而定。當(dāng)電路頻率較低時(shí)，可直角走線；當(dāng)電路頻率較高時(shí)，不能直角直線。

因?yàn)楫?dāng)PCB直角走線時(shí)，在傳輸線拐角處的線寬變大，約為正常線寬的1.414 倍。由于線寬改變，導(dǎo)致阻抗變小，產(chǎn)生一定的信號(hào)反射。同時(shí)，90度拐角處還會(huì)產(chǎn)生寄生電容/寄生電感和尖端EMI。

但在頻率較低的電路中，我們一般不考慮走線阻抗的匹配問題。因?yàn)榈皖l信號(hào)的波長(zhǎng)相對(duì)于信號(hào)傳輸線來(lái)說(shuō)很長(zhǎng)，所以可以把傳輸線看作“短線”，不用考慮阻抗突變產(chǎn)生的信號(hào)反射問題。同樣的，直角走線產(chǎn)生的寄生電容、寄生電感和尖端EMI對(duì)低頻信號(hào)傳輸?shù)挠绊懸埠苄　?/strong>因此，對(duì)于低頻電路來(lái)說(shuō)，直角走線不是一個(gè)問題。

不過，對(duì)于頻率較高的電路來(lái)說(shuō)，直角走線這個(gè)小問題就會(huì)被放大，其產(chǎn)生的負(fù)面影響很大。直角走線導(dǎo)致阻抗的不連續(xù)，會(huì)引起待高頻信號(hào)本身的反射，信號(hào)在PCB中傳輸會(huì)有延時(shí)，如果時(shí)序沒有匹配，系統(tǒng)就會(huì)罷工。

同時(shí)，高頻信號(hào)傳輸線總是希望能盡量降低信號(hào)的損耗，90°拐角處的阻抗不連續(xù)和產(chǎn)生的寄生電容會(huì)引起高頻信號(hào)的相位和振幅誤差、輸入與輸出的失配，以及可能存在的寄生耦合，進(jìn)而導(dǎo)致電路性能的惡化，影響PCB電路信號(hào)的傳輸特性。

在高頻高速PCB設(shè)計(jì)過程中，通常將阻抗變化控制在±10％的范圍內(nèi)，否則可能會(huì)產(chǎn)生信號(hào)失真。這意味著，如果我們把高頻電路阻抗設(shè)置成常用的50Ω，那阻抗控制就要在45Ω~55Ω之間。以6層板A-1080疊層為例，TOP層信號(hào)線參考L2層，當(dāng)阻抗為50Ω時(shí)，計(jì)算得線寬為3.97mil。

阻抗計(jì)算工具：華秋DFM

但如果此時(shí)信號(hào)線中突然出現(xiàn)一個(gè)直角，此時(shí)直角處的線寬會(huì)突變?yōu)?.97*1.414=5.61mil。其他條件不變的情況下，用5.61mil線寬計(jì)算出阻抗為42.63Ω，偏離目標(biāo)值50Ω太大，信號(hào)很可能就會(huì)失真。

阻抗計(jì)算工具：華秋DFM

事實(shí)上，不光是直角走線，鈍角和銳角走線都可能會(huì)造成阻抗變化的情況，所以理論上最好的拐角方式是圓弧（線寬沒變化）。但是一般設(shè)計(jì)中我們都是使用45°/135°拐角，圓弧拐角一般只是出現(xiàn)在RF射頻PCB中，要求無(wú)損傳輸?shù)那闆r下。02直角走線或?qū)е翽CB線路腐蝕過度

從PCB生產(chǎn)工藝角度來(lái)看，銳角走線是絕對(duì)不允許的，而直角走線也是希望盡量避免的。

因?yàn)樵?PCB 導(dǎo)線相交形成銳角處，會(huì)造成一種叫酸角“acid traps”的問題——在PCB制板的線路蝕刻環(huán)節(jié)，銳角走線由于線路夾角太小，容易沉積藥水，造成PCB線路腐蝕過度，帶來(lái)PCB線路虛斷的問題。

焊盤的出線角度設(shè)置：避免導(dǎo)線與焊盤形成銳角角度的夾角

理論上直角90°走線也較容易沉積藥水，會(huì)有輕微的腐蝕性化學(xué)物質(zhì)吸附效應(yīng)，所以穩(wěn)妥起見，也盡量避免直角走線。因此，從PCB加工生產(chǎn)的角度來(lái)說(shuō)，最好不要直角走線，而是采用弧形走線或鈍角走線。03 直角走線不夠“美”

以工程美學(xué)來(lái)說(shuō)，直角走線不太符合人們的審美觀。

所以，對(duì)于現(xiàn)在的layout來(lái)說(shuō)，不論你是不是走的高頻高速信號(hào)線，我們都要盡量避免以90°拐角進(jìn)行走線，除非有特殊的要求。

對(duì)于大電流走線，有時(shí)我們會(huì)以鋪銅替換走線的方式布線，在鋪銅的拐角處，也需要以兩個(gè)45°拐角替換90°拐角，這樣不僅美觀，而且不會(huì)存在EMI隱患。

兩個(gè) 45°拐角替換 90°拐角

結(jié)語(yǔ)：

總的說(shuō)來(lái)，PCB直角走線并沒有想象中的那么可怕，至少在低頻電路應(yīng)用中，直角走線帶來(lái)的影響并不是很嚴(yán)重。但考慮到PCB生產(chǎn)工藝，以及隨著數(shù)字電路的飛速發(fā)展，PCB工程師處理的信號(hào)頻率不斷提高，尤其是到10GHz以上的RF設(shè)計(jì)領(lǐng)域，直角走線就不怎么友好了，需要避開直角走線的設(shè)計(jì)。

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