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.

1. 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。
2. 直角的尖角容易产生放电或者增加电磁辐射。
3. 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。

$$C\approx \frac{61W\sqrt{E_r}}{z_0}$$

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。
$$\rho =\frac{z_s-z_0}{z_s+z_0}$$
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。文章来源地址https://uudwc.com/A/AG2E