【導(dǎo)讀】PCB布線的方式一直在加速改進(jìn)，靈活地布線方式也多了起來(lái)。眾所周知，靈活地布線技術(shù)能夠有效地縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度，釋放更多的PCB空間。正因?yàn)閭鹘y(tǒng)的布線方式受到導(dǎo)向坐標(biāo)固定以及缺少角度的限制，但是現(xiàn)在人們不斷地改進(jìn)和提高，布線的質(zhì)量已經(jīng)有了明顯的提升。
任意角度布線的優(yōu)勢(shì)
任意角度布線有許多優(yōu)勢(shì)。首先，不使用線段間的角度可以節(jié)省PCB空間(多邊形所占的空間總是要大于內(nèi)切圓)。
傳統(tǒng)的自動(dòng)布線器在緊鄰元件之間只能布3根線(見圖1中的左邊和中間)。而任意角度布線時(shí)的空間足以在相同路徑上布4根線而不違反設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)，見圖1右邊。
圖1：左邊和中間的圖：傳統(tǒng)自動(dòng)布線器在緊鄰元件之間只能布3根線。右圖：任意角度布線時(shí)的空間足以在相同路徑上布4根線而不違反DRC。
假設(shè)我們有一個(gè)正方式芯片，想把芯片引腳連接到另外兩列引腳(見圖2)。只使用90度夾角要占很大的面積(見圖2頂部)。
假設(shè)我們有一個(gè)正方式芯片，想把芯片引腳連接到另外兩列引腳(見圖2)。只使用90度夾角要占很大的面積(見圖2頂部)。
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使用任意角度布線可以縮短芯片和其它引腳之間的距離(圖2中間)，同時(shí)減小占用面積。在本例中，面積從30cm2縮小到了23cm2。
任意角度旋轉(zhuǎn)芯片還可以提供更好的效果。在本例中，面積從23 cm2縮小到了10 cm2(圖2底部)。圖3顯示了一塊真實(shí)的PCB。帶旋轉(zhuǎn)芯片功能的任意角度布線是這種電路板的唯一布線方法。這不僅是一個(gè)理論，也是得到實(shí)際應(yīng)用的解決方案(有時(shí)是唯一可行的解決方案)。
圖3：帶旋轉(zhuǎn)芯片功能的任意角度布線是給這種電路板布線的唯一方法。
圖4顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單PCB的例子。拓?fù)洳季€器結(jié)果如圖4a所示，而基于最佳形狀的自動(dòng)布線器結(jié)果如圖4b所示。圖4c是實(shí)際PCB的照片。基于最佳形狀的自動(dòng)布線器無(wú)法完成這種電路板的布線，因?yàn)樵恍D(zhuǎn)成任意角度放置。你需要更多的面積，如果不旋轉(zhuǎn)元件，設(shè)備必須做得更大。
電磁干擾(EMI)
如果沒(méi)有并行導(dǎo)線段，版圖性能將得到很大的提升，因?yàn)椴⑿袑?dǎo)線段經(jīng)常是串?dāng)_的來(lái)源。隨著并行導(dǎo)線長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，串?dāng)_等級(jí)將呈線性增加。當(dāng)并行導(dǎo)線之間的間距增加時(shí)，串?dāng)_則呈二次方減小。讓我們把兩條并行的1mm長(zhǎng)導(dǎo)線在間距為d時(shí)所產(chǎn)生的串?dāng)_等級(jí)設(shè)為e。
如果導(dǎo)線段之間有個(gè)夾角，那么當(dāng)這個(gè)夾角增加時(shí)，串?dāng)_等級(jí)將下降。這時(shí)的串?dāng)_不取決于導(dǎo)線長(zhǎng)度，僅受限于夾角值：
其中α代表導(dǎo)線段之間的夾角。
下面考慮三種導(dǎo)線布線方式。在圖6中的左邊(90度布局)，由于并行線段而存在最大的導(dǎo)線長(zhǎng)度和最大的電磁干擾值。在圖6的中間(45度布局)，導(dǎo)線長(zhǎng)度和電磁干擾值都減小了。在圖2的右邊(任意角度)，導(dǎo)線長(zhǎng)度最短，也沒(méi)有并行的導(dǎo)線段，因此干擾值可以忽略不計(jì)。
圖6：三種導(dǎo)線布線方式。
因此任意角度布線有助于減小總的導(dǎo)線長(zhǎng)度，并顯著減少電磁干擾。另外你應(yīng)該還記得對(duì)信號(hào)延時(shí)的影響吧(導(dǎo)線方向不應(yīng)該并行，并且不應(yīng)該垂直于PCB玻璃纖維方向)。
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