Warum gibt es eine so starke Präferenz für 45-Grad-Winkel beim Leiterplatten-Routing?

Das habe ich mich immer gefragt: Jede einzelne moderne Leiterplatte ist in 45-Grad-Schritten verlegt. Warum zieht die Branche das so sehr vor? Bietet Any-Angle-Routing nicht mehr Flexibilität?

Eine plausible Theorie wäre, dass die vorhandenen Tools nur 45-Grad-Schritte unterstützen und dass nicht viel Druck besteht, sich davon zu entfernen.

Nachdem ich dieses Thema gerade auf Google recherchiert hatte, stieß ich auf TopoR - Topological Router -, das die 45-Grad-Schritte überflüssig macht, und laut Marketingmaterial ist es wesentlich besser als die 45-Grad-limitierten Konkurrenten.

Was gibt? Was würde es für Sie persönlich bedeuten, beliebige Winkel zu routen? Geht es um die Unterstützung Ihrer Lieblingssoftware, oder gibt es grundlegendere Gründe?

Beispiel für ein Routing ohne 45 Grad:

PS Ich habe mich auch über die Platzierung von Bauteilen gewundert, aber es hat sich herausgestellt, dass viele Bestückungsautomaten so konstruiert sind, dass sie nicht in beliebigen Winkeln platziert werden können - was fair genug erscheint.

Grundsätzlich läuft es darauf hinaus, dass die Software mit nur 45 ° -Winkeln wesentlich einfacher zu entwerfen ist.

Moderne Autorouter werden immer besser, aber die meisten verfügbaren PCB-Tools haben Wurzeln, die bis in die DOS-Zeit zurückreichen, und daher besteht ein enormer Druck, die PCB-Layout-Oberfläche nicht vollständig neu zu gestalten.

Darüber hinaus können Sie in vielen modernen EDA-Paketen Gruppen von Traces "pushen" , wobei der Autorouter eingreift, damit ein Trace andere Traces zum Verschieben zwingt, auch während des manuellen Routings. Dies ist auch viel schwieriger zu implementieren, wenn Sie sich nicht auf starre 45 ° -Winkel beschränken.

Siehe https://sourceforge.net/projects/liquidpcb/

Es ist ein EDA-CAD-Paket, das ich geschrieben habe, aber die Entwicklung hat sich sehr verlangsamt, als ich Kinder hatte. Es werden überhaupt keine geraden Tracks unterstützt. Alle Strecken sind frei kurvig und führen auf optimalen Wegen ans Ziel.

Es sieht aufgeräumter aus und ermöglicht es, die meisten Spuren in einem bestimmten Bereich abzulegen. es ist auch besser für Spuren mit gesteuerter Impedanz.

Ich glaube nicht, dass es eine so starke Präferenz für 45-Grad-Winkel gibt. Ich habe ein altes Tektronix-Oszilloskop (genauer gesagt Tek 2213) mit Spuren gesehen, die wie von Hand gezeichnet aussehen :-)

Dies geht allen Problemen mit PCB-Software und -Routing voraus: Die drei Hauptgründe, die wir in den späten 1970er-Jahren im Unterricht für Elektrotechnik angegeben haben, waren:

1) Die scharfe Außenecke der Biegung kann bei höheren Frequenzen zu Problemen führen, da die Punkte als Miniantennen fungieren und die Signale ausstrahlen können

2) Da die äußere Ecke einer 90-Grad-Biegung ein dünner Punkt ist, kann sie leicht weggeätzt werden, wenn die Ätzzeiten nicht sehr genau gesteuert werden und sich so auf die Dicke der Leiterbahn auswirken

3) Die 90-Grad-Innen- und Außenecken machen diesen Bereich anfälliger für Probleme, bei denen der Ätzprozess unter der Spur abläuft.

Eine andere Sache zu berücksichtigen ist, dass es Gerber-Dateien kleiner macht. Gerber-Dateien definieren eine Reihe von Linien (unter anderem Formen).

Beispiel: Um einen echten Kreis in einer Gerber-Datei zu zeichnen, sind Hunderte (Tausende?) Zeilen erforderlich. Um ein Achteck zu zeichnen, sind jedoch nur acht Linien erforderlich.

Für meine eigenen Leiterplatten mag ich abgerundete und gekrümmte Bahnen, da gibt es keine Probleme, solange Sie manuell routen.

In den meisten Industrie-Leiterplatten ist dies nur eine Tradition, da die Software für frühes / aktuelles Routing eingeschränkt ist.

Weniger scharfe Winkel = / * geringfügig * / bessere Signalqualität.

Der Hauptgrund ist, dass es die Problemstellung erleichtert und einfacher zu entwerfen ist. Es gibt einige nützliche Eigenschaften, die ein 45/90-Grad-System bietet. Der Hauptgrund, den ich sagen möchte, besteht darin, dass Sie den gewünschten Rasterabstand ohne große Nachteile beibehalten können.

Wenn Sie von einem Punkt in einem Raster ausgehen, erreicht jede Himmelsrichtung (oben, rechts, unten, links) einen benachbarten Rasterpunkt mit einer Einheit. Jeder Winkel von 45 Grad kommt auch an einem benachbarten Punkt an, obwohl der Abstand (Quadrat 2) Einheiten beträgt. Wenn Sie einen Winkel wie 30 oder 60 Grad verwenden, gelangen Sie zu einem Mittelpunkt zwischen einem Rasterpunkt, für den Sie ein feineres Raster benötigen. Ein feineres Gitter erhöht die Rechenzeit für die Pfadauswertung und erschwert möglicherweise die saubere Optimierung der Schaltung.

Die TopoR-Software verwendet einen völlig anderen Algorithmus als der typische Router, was sie einzigartig macht. Die PCB-Designs, die TopoR herstellt, ähneln alten handgezeichneten PCB-Layouts aus den 60ern bis 70ern.

Ich habe gelesen, dass PCB-Produktionsmaschinen in der Vergangenheit nur 90/45/0-Bewegungen hatten, aber am wichtigsten: 45-Grad-Kurven sind 90-Grad-Kurven vorzuziehen, da in den Dol-Zeiten 90-Grad-Kurven einer Verschlechterung unterworfen waren wiederum würde Kupfer verlieren und die Verbindung unterbrechen ... also vor Software, Hardware Grund ... es geht um Geschichte und Vermächtnis

Der Grund dafür ist, dass traditionell (ab den 60er Jahren) Maskenblitzgeräte mit einer begrenzten Anzahl von Blendern und Blitzen arbeiteten und die Winkel festgelegt wurden. Einige waren nicht in der Lage, eine andere präzise Drehung als 45 ° durchzuführen. Die Software erlaubte keine anderen Blitzüberlappungen als 90 und 45 Grad, um zu vermeiden, dass falsche Ecken blitzen. Nun, und es sieht besser aus, was es einfacher macht, Probleme aufzuspüren.