PCB为什么不能直角走线？三大理由！

最初学习PCB设计时，很多老师说过：注意不要走直角。很多人也认为优秀的电子工程师都应该在PCB电路设计时避免直角走线。
 

但事实上，PCB一定不能直角走线吗？

01 能不能直角走线，电路频率说了算！

 

PCB并不是绝对不能直角走线，而是视电路情况而定。当电路频率较低时，可直角走线；当电路频率较高时，不能直角直线。

因为当PCB直角走线时，在传输线拐角处的线宽变大，约为正常线宽的1.414 倍。由于线宽改变，导致阻抗变小，产生一定的信号反射。同时，90度拐角处还会产生寄生电容/寄生电感和尖端EMI。

但在频率较低的电路中，我们一般不考虑走线阻抗的匹配问题。因为低频信号的波长相对于信号传输线来说很长，所以可以把传输线看作“短线”，不用考虑阻抗突变产生的信号反射问题。同样的，直角走线产生的寄生电容、寄生电感和尖端EMI对低频信号传输的影响也很小。因此，对于低频电路来说，直角走线不是一个问题。

不过，对于频率较高的电路来说，直角走线这个小问题就会被放大，其产生的负面影响很大。直角走线导致阻抗的不连续，会引起待高频信号本身的反射，信号在PCB中传输会有延时，如果时序没有匹配，系统就会罢工。

 

同时，高频信号传输线总是希望能尽量降低信号的损耗，90°拐角处的阻抗不连续和产生的寄生电容会引起高频信号的相位和振幅误差、输入与输出的失配，以及可能存在的寄生耦合，进而导致电路性能的恶化，影响PCB电路信号的传输特性。

在高频高速PCB设计过程中，通常将阻抗变化控制在±10％的范围内，否则可能会产生信号失真。这意味着，如果我们把高频电路阻抗设置成常用的50Ω，那阻抗控制就要在45Ω~55Ω之间。以6层板A-1080叠层为例，TOP层信号线参考L2层，当阻抗为50Ω时，计算得线宽为3.97mil。

阻抗计算工具：华秋DFM

但如果此时信号线中突然出现一个直角，此时直角处的线宽会突变为3.97*1.414=5.61mil。其他条件不变的情况下，用5.61mil线宽计算出阻抗为42.63Ω，偏离目标值50Ω太大，信号很可能就会失真。

阻抗计算工具：华秋DFM

 

事实上，不光是直角走线，钝角和锐角走线都可能会造成阻抗变化的情况，所以理论上最好的拐角方式是圆弧（线宽没变化）。但是一般设计中我们都是使用45°/135°拐角，圆弧拐角一般只是出现在RF射频PCB中，要求无损传输的情况下。02 直角走线或导致PCB线路腐蚀过度

 

从PCB生产工艺角度来看，锐角走线是绝对不允许的，而直角走线也是希望尽量避免的。

 

因为在 PCB 导线相交形成锐角处，会造成一种叫酸角“acid traps”的问题——在PCB制板的线路蚀刻环节，锐角走线由于线路夹角太小，容易沉积药水，造成PCB线路腐蚀过度，带来PCB线路虚断的问题。

焊盘的出线角度设置：避免导线与焊盘形成锐角角度的夹角

理论上直角90°走线也较容易沉积药水，会有轻微的腐蚀性化学物质吸附效应，所以稳妥起见，也尽量避免直角走线。因此，从PCB加工生产的角度来说，最好不要直角走线，而是采用弧形走线或钝角走线。03 直角走线不够“美”

 

以工程美学来说，直角走线不太符合人们的审美观。

所以，对于现在的layout来说，不论你是不是走的高频高速信号线，我们都要尽量避免以90°拐角进行走线，除非有特殊的要求。

对于大电流走线，有时我们会以铺铜替换走线的方式布线，在铺铜的拐角处，也需要以两个45°拐角替换90°拐角，这样不仅美观，而且不会存在EMI隐患。

两个 45°拐角替换 90°拐角

结语：

总的说来，PCB直角走线并没有想象中的那么可怕，至少在低频电路应用中，直角走线带来的影响并不是很严重。但考虑到PCB生产工艺，以及随着数字电路的飞速发展，PCB工程师处理的信号频率不断提高，尤其是到10GHz以上的RF设计领域，直角走线就不怎么友好了，需要避开直角走线的设计。

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