PCB的設計與制造過程中，布線方式對電路板的性能起著至關重要的作用。其中，“避免直角走線”是PCB設計中的一項重要準則。那么，為何PCB不能走直角呢？這背后涉及到信號完整性、電磁干擾以及生產制造等多方面的考量。

信號完整性層面

阻抗不連續引發信號反射

從原理上看，當PCB走線為直角時，傳輸線的線寬會發生顯著變化。在直角處，線寬實際上變為直角的對角長度，相較于正常走線寬度有所增加。而傳輸線的阻抗與線寬緊密相關，線寬的改變會導致阻抗不連續。這種阻抗不連續會使信號在傳輸過程中發生反射現象。當信號遇到阻抗變化點時，部分信號會被反射回信號源，就如同光線照射到鏡子上會發生反射一樣。例如，在高速數字電路中，信號傳輸速率極快，反射信號與原信號相互疊加，可能會導致信號波形失真，出現過沖、下沖等不良現象，嚴重影響信號的正確傳輸，進而可能導致數據傳輸錯誤、系統工作不穩定等問題。根據傳輸線理論，可以通過相關公式計算出因直角走線導致的阻抗變化情況，進而估算反射系數。一般來說，直角走線導致的阻抗變化在7%-20%之間，相應地，反射系數最大可達0.1左右。盡管在某些情況下，這種反射的影響可能相對較小，但在對信號完整性要求極高的電路中，哪怕是微小的反射也可能帶來嚴重后果。

拐角等效為容性負載減緩信號上升

直角走線的拐角處還可等效為傳輸線上的一個容性負載。這是因為在拐角處，導線的幾何形狀發生了突變，會導致電場分布發生變化，從而產生額外的電容效應。當信號通過這樣的拐角時，這個等效的容性負載會對信號的上升沿產生影響，使其上升時間減緩。簡單來說，就像水流通過一個狹窄且突然變寬的管道時，水流速度會受到阻礙一樣，信號的上升速度也會因這個容性負載而變慢。例如，對于一個4Mils（密耳，一種長度單位，1Mil=0.0254mm）的50歐姆傳輸線（介質的介電常數為4.3），一個直角帶來的電容量大概為0.0101pF。通過進一步計算可以估算出由此引起的信號上升時間變化量，如T10-90%（信號從10%幅值上升到90%幅值所需的時間）約為0.556ps。雖然這個時間變化量在某些低頻電路中可能微不足道，但在高速電路或高頻電路中，這種微小的時間延遲可能會積累，從而影響整個電路的時序性能，導致信號之間的同步出現問題。

電磁干擾角度

直角尖端產生EMI

許多人認為直角走線的尖端容易發射或接收電磁波，從而產生電磁干擾。從理論上講，當電流流經直角尖端時，電荷分布會在尖端處發生聚集，導致電場強度增強。這種不均勻的電場分布容易引發電磁波的輻射。在實際測試中，雖然有觀點認為直角走線并不會比直線產生明顯得多的EMI，但隨著電子設備的集成度越來越高，對電磁兼容性的要求也日益嚴格，哪怕是微小的EMI源都可能對周圍的電路產生影響。尤其是在高頻電路中，信號本身的波長較短，更容易受到外界干擾的影響。如果PCB上存在較多直角走線，它們產生的EMI可能會相互疊加，進而對整個電路系統的正常運行造成干擾，影響其他敏感電路的性能，導致設備出現諸如信號失真、通信中斷等故障。

生產制造方面

蝕刻過程易產生缺陷

在PCB的制造過程中，蝕刻是形成電路板走線的關鍵步驟之一。當電路板設計中存在直角走線時，在蝕刻銅層的過程中，直角部分的蝕刻情況會與直線部分有所不同。由于蝕刻液在直角處的流動特性與直線處存在差異，直角的內角部分可能會被過度蝕刻，導致走線在該部位變細甚至斷裂；而外角部分則可能蝕刻不足，造成線寬不一致。這種因直角走線在蝕刻過程中產生的缺陷，會嚴重影響電路板的電氣性能和可靠性。例如，在高密度互連電路板中，線路更加精細，對蝕刻精度的要求極高，直角走線帶來的蝕刻缺陷可能會導致線路短路、斷路等問題，大幅增加產品的次品率，提高生產成本。

影響電路板的機械強度

直角走線還會對電路板的機械強度產生一定影響。在電路板受到外力作用時，直角處由于應力集中，更容易出現斷裂或損壞的情況。相比之下，采用平滑的曲線或45°斜角走線能夠更好地分散應力，提高電路板的機械可靠性。特別是在一些需要經受振動、沖擊等惡劣環境條件的應用場景中，如汽車電子、航空航天等領域，電路板的機械強度至關重要。直角走線帶來的潛在機械強度問題可能會導致電路板在使用過程中出現故障，影響整個系統的穩定性和可靠性。

綜上所述，無論是從信號完整性、電磁干擾的角度，還是從生產制造的實際需求出發，PCB布線時都應盡量避免直角走線。在現代PCB設計中，工程師們通常會采用45°斜角或圓弧等走線方式來替代直角走線，以提升電路板的性能和可靠性，滿足日益增長的電子設備高性能、高可靠性的要求。