PCB Layout 跳坑指南：PCB走线角度选择不该90°？

高速信号走线拐角角度分析与布局优化策略

在涉及SoC芯片布局设计的领域，对高速信号走线的拐角角度问题进行深入探讨，不仅对于防止信号质量衰减至关重要，而且对于避免板级制造过程中可能出现的缺陷有着紧迫的意义。过去几十年间，随着集成电路工艺技术的迅速发展和PCB设计对于信号完整性的愈发关注，针对高速走线拐角的选择已经从一个相对宽松的美学偏好转变为技术需求。本文将围绕高速信号线拐角的角度问题进行详述，旨在为设计人员提供清晰的指导，尤其针对弯角的形状（直角、45度角、圆弧）以及90度转角的适用性进行分析。

高速信号线拐角角度争议




传统的观点认为，应避免使用90度直角转角进行高速信号的布局，依据是90度转角会导致线宽突然改变，从而改变信号的阻抗，引发反射和延迟，影响信号完整性。相反，使用45度角（或其他非直角）转角会较少此类问题，同时圆弧形转角被认为在减小寄生效应方面表现更为优越。同时，有观点提及直角转角对于高速数字信号和高频射频信号的影响存在差异，前者的影响可能较为有限，而后者则必须谨慎处理。

90度转角的问题及其影响

1. 反射和延迟影响：无论对于高速数字信号还是高频信号，90度转角处由于线宽的突然变化，会导致信号反射和增加延迟，影响信号完整性。

2. 累积效应：虽然单个90度转角影响可能有限，但在复杂的高速信号布局中，多个转角累积带来的影响不可忽视。

3. 与高频效应交互：在高频信号传输中，突出的效应之一是集肤效应，这可能导致信号衰减。90度转角的不连续不仅是阻抗变化的问题，还在一定程度上加剧了这种情况。

4. 信号时序和相位干扰：无论是对于数字信号还是微波信号，90度转角处的阻抗不连续性，尤其是与平均互连的阻抗差，可能导致信号时序出现问题、相位偏移和振幅变化，影响信号的接收。

走线角度选择的建议：

45度角：对于大多数高速信号，特别是在数字信号传输中，尽量使用45度角作为转角，以保持信号阻抗的平稳，减少反射和延迟。

圆弧形拐角：在需要规避特定的制造或信号完整性问题时，使用圆弧形拐角更为合适，尤其是对于射频（RF）信号传输线，由于其独立的频率域设计需求。

灵活运用规则：现代EDA工具提供了丰富的布局规则和选项，如Cadence Allegro和Altium Designer，设计者应当善用这些功能避免“酸角”等制造技术相关问题，并确保足够的间距以减少寄生效应。

高速信号布局的未来挑战

随着5G、数据中心网络和AI硬件的快速发展，高速信号传输速率持续提升，面临更为复杂的技术挑战。设计方法、材料的新应用与创新成为必要。在此背景下，采用zigzag routing等技术策略减轻瓷性介质变化的直接影响成为研究热点。适配新技术规则及其带来的变化，保持与产业发展的同步，是高效、可靠的高速信号布局设计的关键。