PCB布线为什么不能走直角或锐角-笔记

摘要

有一定熟悉画过PCB板的人或者PCB教学里都会给出避免出现直角或锐角，但是一个最简单、最直观的反驳理由就是过孔，当走线通过过孔换层时经过过孔的铜箔不正是直角转弯了吗?有甚至还180°原地掉头冷！ 究竟直角走线对信号传输有多大影响，不能走直角有以下几个理由

一.PCB走线在直角转弯的地方，信号前后部分相互影响

1.导致分布电容增加；
2.对信号上升沿和下降沿有延缓影响；

3.从阻抗的角度来说，就是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；

4.直角的尖角容易产生放电；

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。

这几个理由我们来一一分析一下

传输线的直角带来的寄生电容

可以由下面这个经验公式来计算，假设一条特征阻抗为 50 Ω，宽度为 4 mil的PCB走线。

一个直角带来的分布电容(变化)大概是 0.01 pF ，可见直角走线带来的电容效应。

从阻抗的角度来看

在直角的地方阻抗会发生变化，原来走线的阻抗为Z0,突然出现直角阻抗为Z’。

我们知道传输线的阻抗不连续会产生信号反射，但这个反射有多大呢？

可以根据公式来计算反射系数，一般直角走线导致的阻抗变化会在7%到20%之间 ，因而反射系数最大为 0.1 左右。

所以直角或者锐角走线可能造成的阻抗变化，其实是很微小的，对信号影响不大 。
无论使用45度拐弯还是直角拐弯，甚至任何角度拐弯都没有什么区别。

直角的尖角产生放电或者电磁辐射

尖角产生放电首先电压要足够高，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，也没有什么实锤的证据，因为实在是太微弱了。

走线直角的工艺问题

以前的PCB生产工艺采用酸性腐蚀液，确实存在尖角处容易出现腐蚀过度的问题。早就采用了更先进的腐蚀液和光刻胶，已经不存在这个问题了。
总的来说 PCB布线不能走直角这条规则似乎没有什么充足的理由了，在 10GHz 以的电路板中，走线的转折角度无论是直角还是锐角对信号产生的影响微乎其微。

反而是元件布局，地线设计，线宽和过孔等设计参数影响更大。值得重点考虑，但为什么我们还会被教导不要走直角呢？
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。逐渐形成的行业习惯和美学观点，除非要表现特立独行的个性，已经很少有人走直角和锐角了。