任意角度布線(xiàn)：您應該何時(shí)使用它？

2021-06-25

任意角度布線(xiàn)：您應該何時(shí)使用它？

自從個(gè)人計算出現以來(lái)，EDA 工具已經(jīng)取得了長(cháng)足的進(jìn)步?，F在，自動(dòng)布線(xiàn)器、交互式布線(xiàn)、長(cháng)度調整和引腳交換等高級布線(xiàn)功能正在幫助設計人員保持工作效率，尤其是在設備和走線(xiàn)密度增加的情況下。使用典型的布局和布線(xiàn)工具，布線(xiàn)通常限于 45 度或直角轉彎，但更先進(jìn)的 PCB 設計軟件允許用戶(hù)以他們喜歡的任何角度布線(xiàn)。

那么您應該使用哪種布線(xiàn)方式，以及任何角度布線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是什么？與許多工程問(wèn)題一樣，從標準走線(xiàn)幾何形狀切換到任意角度布線(xiàn)會(huì )帶來(lái)一系列權衡，在某些設計中，任意角度布線(xiàn)比其他設計更好。希望我們在這里收集的建議可以幫助您決定何時(shí)在下一個(gè) PCB 中使用任何角度布線(xiàn)。

什么是任意角度布線(xiàn)？

顧名思義，任意角度布線(xiàn)允許設計人員以他們喜歡的任何角度布線(xiàn)，甚至可以沿著(zhù)復雜的曲線(xiàn)布線(xiàn)。高質(zhì)量 PCB 設計軟件中的交互式布線(xiàn)工具將包括一項功能，允許您定義用于布線(xiàn)的弧線(xiàn)，或簡(jiǎn)單地沿所需方向拖動(dòng)跡線(xiàn)的端點(diǎn)。這消除了以 45 度角和直角布線(xiàn)的條件約束。

盡管以 45 度和 90 度角布線(xiàn)有助于保持走線(xiàn)有條理并在視覺(jué)上令人愉悅，但這并不是布線(xiàn)信號的唯一方法。以任何角度布線(xiàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠減少單端走線(xiàn)組之間的長(cháng)度不匹配，這有助于節省電路板空間并降低長(cháng)度匹配所需的走線(xiàn)彎曲程度。

在某些情況下，沿相對直線(xiàn)布線(xiàn)的能力可以消除信號走線(xiàn)上兩個(gè)或多個(gè)過(guò)孔的需要。它還可以用來(lái)克服使用無(wú)輔助自動(dòng)布線(xiàn)器時(shí)出現的問(wèn)題，稱(chēng)為咬合。創(chuàng )造性地使用過(guò)孔和任意角度布線(xiàn)，可以避免繞另一組走線(xiàn)和過(guò)孔布線(xiàn)。相反，您可以直接在表面層上的兩點(diǎn)之間布線(xiàn)，或者使用最少數量的層過(guò)渡。

在曲線(xiàn)上布線(xiàn)：在任意角度布線(xiàn)中放置圓弧

一種有趣的布線(xiàn)方案是用弧線(xiàn)布線(xiàn)，這在某些電路板上帶來(lái)了一些優(yōu)勢。特別是，在圓形電路板中，沿圓弧布線(xiàn)可以在沿電路板外部布線(xiàn)時(shí)節省空間。這是比八角形布線(xiàn)更好的選擇，因為您可以減小電路板的整體尺寸，在給定的空間中放置更多的走線(xiàn)，或者將更多的組件安裝到緊密的排列中。

任何帶有圓弧的角度布線(xiàn)都不是非此即彼的決定；當您可以使用正確的布線(xiàn)工具時(shí)，您可以在一條軌跡上同時(shí)使用直線(xiàn)段和圓弧。這可以幫助您解決一些有趣的布線(xiàn)問(wèn)題，而不僅僅是沿著(zhù)彎曲的電路板布線(xiàn)。我想簡(jiǎn)要介紹兩個(gè)例子。

一種情況是，您有一塊正方形或矩形的電路板，并且一個(gè)大的正方形或矩形組件沿電路板對角線(xiàn)傾斜（即與電路板邊緣成 45 度角）。在這種情況下，與使用標準45 度布線(xiàn)相比，使用任何角度布線(xiàn)從組件上的焊盤(pán)上斷開(kāi)允許您布線(xiàn)到具有更少空間和/或更高走線(xiàn)密度的直線(xiàn)走線(xiàn)。

IC 之間的任意角度布線(xiàn)

這樣做還有另一個(gè)好處，當我們查看上圖時(shí)可能并不明顯。假設從中央 IC 斷開(kāi)的 5 條信號走線(xiàn)需要進(jìn)行長(cháng)度匹配。如果我們在上圖中使用 45 度轉彎，平行走線(xiàn)之間的長(cháng)度不匹配會(huì )更大，因此在到達下游 IC 之前，內部走線(xiàn)需要更多的曲折。沿 45 度部分和跡線(xiàn)直線(xiàn)部分之間的圓弧布線(xiàn)比沿直線(xiàn)布線(xiàn)要短，因此這 5 條跡線(xiàn)之間的任何長(cháng)度不匹配都會(huì )減少。如果信號上升時(shí)間足夠長(cháng)，您可能根本不需要長(cháng)度匹配。

BGA 突破和差分對

使用 BGA，您還可以在從組件下方的焊盤(pán)斷開(kāi)時(shí)使用任何角度布線(xiàn)。這可以使您的路由方案比使用簡(jiǎn)單的狗骨扇出更靈活。當結合上圖所示的圓弧布線(xiàn)和旋轉組件的情況時(shí)，您可以以任何您喜歡的方式突破 BGA。

如果您在特定信號標準下布線(xiàn)差分對，您仍然可以使用任何角度布線(xiàn)，盡管您需要沿著(zhù)對的長(cháng)度保持一致、對稱(chēng)的耦合以滿(mǎn)足差分阻抗要求。但是，當與上面顯示的弧形布線(xiàn)優(yōu)勢一起考慮時(shí)，您仍然可以在電路板周?chē)季€(xiàn)差分對組時(shí)減少長(cháng)度不匹配。

任何角度布線(xiàn)為狗骨扇出提供了一個(gè)很好的替代方案

就像您的其他布線(xiàn)工具一樣，任何角度布線(xiàn)可能并非在所有情況下都正確，但它可以讓您在不同電路板中更靈活地使用布線(xiàn)方案。