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干货 | 关于PCB设计倒角需要了解的一切

电子工程世界 2021-01-19

将任意一个角落切掉，便能得到一个倒角。从儿童防护桌到泰姬陵的标志性外墙，人类通过倒角来解决与角相关的功能和美学问题由来已久。

使两个表面以90°以外的角度，尤其是45°相交时，便产生了倒角；但倒角终止于平边，而不是一个点，这具有“倒圆”角的效果。

以下是PCB设计中需要倒角的两个常见原因：

无论设计目标是为公共边缘连接器构建更好的PCB，还是改善走线布线，本文将讨论倒角的工作原理。

PCB中边缘连接器倒角

边缘连接器是与PCB板边的接合焊盘紧密配合的母连接器，类似于使存储卡能够轻松插入PC主板的PCI和PCIe插槽。对于支持硬件升级的产品，通常首选边缘连接器作为标准化接口。

作为设计师，我们的工作是确保电路板能够轻松实现与配合板上的标准边缘连接器紧密配合。这时我们便需要倒角——以确保PCB的配合边缘符合边缘连接器制造商规定的倒角角度和公差。我们还需要确保选择的制造车间能够满足公差和倒角角度要求。以下是PC和PCI卡的一些常见设计参数：

有时也会看到另一个术语：斜切。下图通过简洁的方式说明了斜切和倒角之间的主要区别：

斜切终止于一点。令人费解的是，当倒角角度不是45°时，有时制造商会称倒角为斜切。其他如20°和30°的情况下则仍指倒角。我们要确保在制造商使用这个术语时明白其具体指称。

在制造过程中，还通过斜切和倒角来去除PCB板边的毛刺，以降低异物碎屑（Foreign Object Debris，即 FOD）风险，因为FOD可能会导致某些元器件出现问题。

倒角走线：90°走线的根源

我们可能已经无数次听过这个经验法则：在高信号设计中布置走线时，要避免90°角。

但是这种说法是否有科学依据？根据Stellaris® Microcontrollers的《德州仪器系统设计准则》，最佳实践通常与信号完整性关系不大：

“事实是，在微控制器电路中观察到的频率和边缘速率（甚至高达并超过1 GHz/100 ps）下，避免90°角的信号完整性益处微不足道。”

【Johnson, H and Graham, M，《高速数字设计：黑魔法手册》，新泽西州普伦蒂斯霍尔出版社，1993年。】

德州仪器公司还引用了一份报告，称未在辐射电磁干扰中发现可测差异。

那么避免90°角的真正原因是什么？答案是效率。我们发现，大部分软件鼓励使用45°角的部分原因在于：

45°布线减少了总走线长度

当采用90°走线时，我们将额外得到一整块“半平方”导线材料。如果电路板上线路和元器件密集，坚持倒角走线可以节省大量空间，并且更容易避免造成电磁干扰辐射的环路。甚至可以说，90°角规则的根本原因在于为了避免得到额外的“平方”材料。

因此，如果我们的电路板上线路和元器件密集，或者我们需要使用自动布线器，那么，45°倒角则具有更大的可行性。

来源：网络

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