題:
為什麼在PCB佈線中強烈偏愛45度角?
Roman Starkov
2010-12-16 05:51:52 UTC
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我一直想知道:每個現代PCB都以45度角增量進行佈線。為什麼行業如此喜歡它?

一個合理的理論是,現有的工具僅支持45度增量,並且沒有太大的壓力來擺脫這一點。

但是剛剛在Google上研究了這個主題,我偶然發現了 TopoR-拓撲路由器-可以消除45度的增量,並且根據他們的營銷材料,它的工作要比45度受限的競爭對手。

有什麼用?您個人開始佈線任意角度會需要什麼?僅僅是您最喜歡的軟件所支持的全部內容,還是還有其他根本原因?

非45度路由示例:alt text

P.S。我也對組件的放置感​​到好奇,但事實證明,許多Pick &放置機的設計都使其不能以任意角度放置-看起來很公平。

附帶說明一下,當使用45度佈線時,八邊形通孔將為您提供最大的間隙,同時在環形環上保持更多的銅面積。
我還要指出,免費的gEDA PCB程序有一個toporouter-不僅限於此。做同樣的事情,我不認為這是因為它消除了45度限制。
@reem從未見過八邊形的通孔,並且Google圖片沒有幫助...如果您發布鏈接,我將不勝感激!也感謝您提到gEDA,看起來非常有前途。
現代工具支持任意角度,因此不再是原因。
@rom-Eagle具有八邊形的過孔和焊盤,它們也可在gEDA中使用。
@romkyns-八角形墊板也是Altium中的一個選項。
@romkyns,給出的示例是[autorouter](http://www.eremex.com/products/topor/competitiveadvantages/autorouting.html)的結果,而不是手動路由的結果。給出的許多答案僅適用於手動佈線(例如:設計效率)。
我知道@tyblu。我仍然看不到任何邏輯上的說法,即在網格上進行手動路由比在沒有網格的情況下進行手動路由質量更好。
@romkyns,實際上,這只是設計時間和工作量-在網格上進行佈線時,您不必“調整”軌跡,因為您知道它們遵循的是預先設置的最小間距。當在沒有網格的情況下達到最小間距時,您必須檢查間距,或者依靠實時DRC告訴您已擰緊。
帶有笨拙工具的@tyblu-也許。我不明白為什麼一個好的工具不會讓您的軌道“捕捉”到您在設計規則中設置的最小間距。認真地說,我理解當前工具在此方面的缺點,但並不是說這是無網格設計的固有屬性。
“液體PCB” https://sourceforge.net/projects/liquidpcb/進行了一些具有許多優美曲線的有趣外觀。
現代工具支持任意角度,因此不再是原因。
我知道這個討論是在前一段時間進行的,但是我想邀請大家參加與TopoR相關的英語論壇。如果您對此工具有任何疑問,請隨時在這裡提問:) .eremex.com /
沒有人記得酸性陷阱嗎?
@ScottSeidman顯然不是,您想擴展嗎?聽起來不錯。
使用酸蝕技術,銳角會導致酸積聚在角落中,從而造成不良後果。當然,45度角並不意味著您不能有酸性陷阱:http://www.innofour.com/image/picture/INNOFOUR04171_web.jpg
也許部分歸結為外觀。上圖看起來像是三年級的圖畫。
OP的問題中的TopoR鏈接已失效。
十 答案:
Connor Wolf
2010-12-16 07:51:51 UTC
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從根本上講,它基本上可以歸結為該軟件更容易設計,只有45°角。

現代自動佈線器越來越好,但是大多數可用的PCB工具都有其根基回到DOS時代,因此要完全重新設計PCB佈局接口存在巨大的傳統壓力。

此外,許多現代EDA軟件包都使您可以“推動” 跡線,自動佈線器會介入,以允許一條跡線迫使其他跡線移動,即使在手動佈線期間也是如此。當您不局限於45°的剛性角度時,這也很難實現。

公認。根據記錄,TopoR聲稱比標準工具能夠更好地推送跟踪組-儘管我還沒有嘗試過。我認為您很難編寫任意角度的自動佈線器,但是人們已經做了很多艱苦的事情……對此的需求不多(而且我仍然不知道為什麼:D)。
另外,我嘗試了TopoR演示,對我來說感覺“非常”“阿爾法”。界面非常笨拙。
至於為什麼需求不多? EDA軟件市場是“微小的”原因。
與弧形線段相比,直線段更易於計算而不會損失精度。在處理受限的早期,這曾經是一個問題,但現在不是。每個人都一直使用45度角,因為每個人都使用45度角。
Rocketmagnet
2011-08-14 01:25:10 UTC
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請參閱 https://sourceforge.net/projects/liquidpcb/

這是我正在編寫的EDA CAD軟件包,但是當我有孩子時,開發速度大大減慢了。它根本不支持直線軌道。所有的軌道都可以自由彎曲,並以最佳的路線到達目的地。

LiquidPCB

注意:liquidpcb.org是一個無效鏈接,它指向域名銷售服務。
-1
Leon Heller
2010-12-16 06:08:31 UTC
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看起來更整潔,並且可以將大多數軌道放入給定區域。對於阻抗受控的軌道也更好。

補充說明:在固定網格上進行佈線時,平行線至少要相隔1個網格標記。如果它們一起形成一個角,則45度角將在對角線上的兩條軌道之間留出最大的空間。不同的角度可能要求這些軌道的起點更遠,以確保最小的間距,從而導致佈線不理想。 [請注意,我並不是說越密集越好,但通常是可取的。]
我說“ 45°的角度可以提供最大的...”,應該說“ 45°的角度可以提供更多的...而不是較小的角度。”
@tyblu很抱歉,但這毫無意義。首先,網格標記上的對角線之間的距離不是1網格標記,而是只有0.7網格標記。其次,如果角度更大,您總是有更多機會進行更密集的佈線。在特殊情況下,如何通過完全包含45度路由的方式進行密集路由的機會更少?
@romkyns,有一些誤解。遵循常見的設計原則,您必須限制在<45°角上,並遵循固定的網格和xy方向。從horiz實現過渡。轉換。在固定網格上使用<45°比45°佔用更多的空間。
@tyblu的確,我的確存在誤解。在這些約束下,45度關節是有意義的,但對我而言,這些似乎是非常人為的約束。我想我的問題可以改寫為“為什麼PCB專業人士仍在x / y方向和固定網格的人為約束下運作?” (不過我想我得到了答案:這個行業中的遺留軟件過多)
固定的網格和xy方向:更快的設計時間,同時確保間距和對齊。 <45°:[避免酸](http://www.pwtpcbs.com/glossary/acidtrap.html)[陷阱](http://www.cadence.com/Community/forums/p/11497/15062.aspx );高頻率注意事項(500MHz +正弦或50MHz +數字)。
我仍然看不到45度佈線如何實現“將最多的軌道放入給定區域”。同樣也不是為什麼對於受控阻抗走線來說更好。您正在將@Leon,與任意角度還是90度佈線進行比較?
這是包裝空間問題,而不僅僅是遺留問題。想像一個盒子和一堆要塞入盒子的小棍子。如果一個人打包,他們要么將所有東西都以90度旋轉,要么天真地將它們全部扔掉。您認為哪個會更好?我懷疑自動佈線器通常是否足夠聰明,以至於不會出現相同的問題。
@darron:人也可能以60度角走。實際上,如果將組件尺寸設計為適合此類網格,並且放置設備可以例行處理60度旋轉,則基於等邊三角形網格的電路板佈局可能會非常好。六角形芯片封裝在拐角處的引線可能比矩形或正方形引線短。有效地將晶圓切割成六角形的骰子將需要鋸齒形切割,但是這可能比在晶圓上使用直線切割更困難。
Subin Sebastian
2013-07-30 21:16:20 UTC
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我不認為強烈喜歡45度角。我看過一塊舊的Tektronix示波器板(精確來說是Tek 2213),板上有看起來像手繪的痕跡:-)

enter image description here

痕跡看起來是手繪的原因是因為它們是手繪的。 45°優先選項僅在*計算機設計*電路板上通用。您的tek示波器早於計算機PCB設計,因此佈局確實是手動完成的(具體來說是用膠帶完成的)。
@ConnorWolf:而且我們仍然抱怨我們的PCB工具;)在沒有CAD的情況下設計類似的東西非常令人印象深刻。
Linker3000
2010-12-18 19:39:25 UTC
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這要早於PCB軟件和佈線的任何問題:1970年代末期我們在電子工程課程中給出的三個主要原因是:

1)彎頭的尖銳外角可能會在彎頭處引起問題。較高的頻率,因為這些點可以用作迷你天線並輻射信號

2)因為90度彎曲的外角是一個細點,所以如果蝕刻時間不是很仔細地控制的話,很容易將其蝕刻掉並因此影響走線的厚度

3)。90度內外角使該區域更容易受到蝕刻過程在走線下方腐蝕的問題的影響。

我知道45度比90度更好,但是我想問為什麼為什麼仍然優先使用它而不是任意角度和曲線。
Eric Cox
2010-12-20 23:25:11 UTC
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要考慮的另一件事是它使Gerber文件更小。 Gerber文件定義了一系列線條(以及其他形狀)。

例如在Gerber文件中繪製一個真實的圓需要幾百(幾千)條線。但是畫一個八邊形只需要八行。

為什麼較小的gerber文件比較大的gerber文件更好?
曾經是一個問題,現在不再是一個問題。
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@tyblu,許多使用了一年或兩年以上的路由機器仍使用9600波特串行線。我編寫了一個實用程序,將Gerber文件轉換為Fuji Pick-n-place中使用的格式,該格式在我的舊公司和其他幾家公司中仍在使用。該機器與外界的唯一鏈接是9600波特序列,上面裝有一台基於Irix的PC,上面裝有一些專有軟件。我猜一個10MB的Gerber對您來說是合適的,直到您是必須坐半個小時才能在設計之間加載的Gerber為止。
10MB / 9.6kbps約為2.5小時;我明白你的意思! ;)
當然,這不僅會影響Gerbers。它還會影響設計數據庫。與任意曲線相比,表示兩點之間的直線所需的位數更少。較小的設計數據庫將提供響應速度更快的工具。您可能不會在2層板上看到差異,但是設計16層PC主板的人可能會注意到差異。
gerber文件中沒有弧形圖元嗎?真?這太可怕了。我們在gcode中添加了它們,這是一種類似的古老描述語言。
gerber文件中有弧形圖元,但並非每個pcb cad系統都使用它們。無需使用數百條線就可以繪製真實的圓或弧。只需閱讀UCAMCO的Gerber手冊。
Gerber文件支持圓和弧,這對於使用RS-247X的工具應該不是問題。
當然,如果使用曲線或許多細線段,它只會使格柏變大。一條格柏線是一個繪圖儀命令,其中包含“ point a”和“ point b”,並且無論其角度如何,其大小始終相同。:)只是值得注意。
BarsMonster
2010-12-16 06:08:20 UTC
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對於我自己的PCB,我喜歡圓形的&彎曲軌跡,只要您手動進行佈線就沒有問題。

在大多數工業PCB中,由於早期/當前佈線軟件的限制,這只是一種傳統。

較小的銳角= / *邊緣* /信號質量更好。

上次我不願意近距離看主板時,我想我注意到所有走線在各個角落都是圓角的
我不會說“信號質量更好”。對於高頻操作,可能必須要有半徑變角到激光修整的“圓角”點。
W5VO
2010-12-16 22:28:23 UTC
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主要原因是它使問題更容易解決,並且設計起來也更容易。 45/90度系統提供了一些有用的屬性。我要說的主要原因是,它使您可以保持所需的網格間距而不會付出太大的代價。

如果從網格中的某個點開始,則每個基本方向(上,右,下,左)將以1個單位到達相鄰的網格點。儘管距離為(sqrt 2)單位,但任何45度角也將到達相鄰點。如果要使用30度或60度這樣的角度,則會到達網格點之間的中點,這將要求您具有更細的網格。更好的網格會增加用於路徑評估的計算時間,並可能使清潔電路優化變得更加困難。

TopoR軟件使用與典型路由器完全不同的算法,這使其具有獨特性。 TopoR製作的PCB設計看起來與60年代至70年代的舊手繪PCB佈局相似。

但是“網格間距”只是一個問題,因為“網格”的概念只是XY設計的產物。
沒有那樣想。你是對的
在網格上對齊事物有助於避免在使用例如500萬英里的軌道,間距為5百萬英里,最終在組件的一側留出1400萬密耳的空間,這對一條軌道很有用,而在另一側則是7密耳的空間,也可能是5密耳空間。如果有人擁有可以在保持佈局整齊的同時有效地移動事物的工具,則只需推一下組件和一些軌道就可以將14密耳的間隙擴展到15密耳,但是如果人們不能很好地移動事物,則更容易從網格開始,首先避免此類問題。
Francesco
2016-12-29 22:48:56 UTC
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我讀到,過去PCB生產機器僅產生90/45/0的運動,但最重要的是,45度優於90度曲線,因為在dol時間內90度轉彎容易惡化,因此更有可能90度轉彎會丟失銅並斷開連接... 所以在軟件,硬件原因之前……這全都與歷史和遺留有關

Asdf
2017-06-15 05:51:55 UTC
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原因是傳統上(從60年代開始)口罩閃光機只能使用一組有限的遮光器和閃光燈,並且角度是固定的。除45度外,有些無法進行精確旋轉。同樣,軟件不允許90度和45度以外的閃光燈重疊,從而避免出現錯誤的角落。好吧,它看起來更好,可以更輕鬆地查找問題。



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