¿Por qué hay una preferencia tan fuerte por los ángulos de 45 grados en el enrutamiento de PCB?

Siempre me he preguntado esto: cada PCB moderna se enruta en incrementos de ángulo de 45 grados. ¿Por qué la industria prefiere tanto esto? ¿El enrutamiento en cualquier ángulo no ofrece más flexibilidad?

Una teoría plausible sería que las herramientas existentes solo admiten incrementos de 45 grados y que no hay mucha presión para alejarse de esto.

Pero después de investigar este tema en Google, me topé con TopoR - Enrutador topológico - que elimina los incrementos de 45 grados, y de acuerdo con sus materiales de marketing, hace un trabajo considerablemente mejor que los competidores con un límite de 45 grados.

¿Lo que da? ¿Qué le tomaría personalmente comenzar a enrutar ángulos arbitrarios? ¿Se trata de soporte en su software favorito, o hay razones más fundamentales?

Ejemplo de enrutamiento no de 45 grados:

PD: También me preguntaba lo mismo sobre la colocación de componentes, pero resulta que muchas máquinas de pick & place están diseñadas de tal manera que no pueden ubicarse en ángulos arbitrarios, lo que parece bastante justo.

Básicamente, básicamente se reduce al hecho de que el software es mucho más fácil de diseñar con solo ángulos de 45 °.

Los enrutadores automáticos modernos están mejorando, pero la mayoría de las herramientas de PCB disponibles tienen raíces que se remontan a los días de DOS y, por lo tanto, existe una enorme presión heredada para no rediseñar completamente la interfaz de diseño de PCB.

Además, muchos paquetes modernos de EDA le permiten "empujar" grupos de trazas, con el enrutador automático interviniendo para permitir que una traza obligue a mover otras trazas, incluso durante el enrutamiento manual. Esto también es mucho más difícil de implementar cuando no está limitado a ángulos rígidos de 45 °.

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

Es un paquete EDA CAD que estaba escribiendo, pero el desarrollo se desaceleró mucho cuando tuve hijos. No admite pistas rectas en absoluto. Todas las pistas se curvan libremente y toman las rutas más óptimas a sus destinos.

Se ve más ordenado y permite colocar la mayoría de las pistas en un área determinada. También es mejor para pistas de impedancia controlada.

No creo que exista una preferencia tan fuerte por un ángulo de 45 grados. He visto un viejo osciloscopio Tektronix (Tek 2213 para ser precisos) con trazos que parecen dibujados a mano :-)

Esto es anterior a cualquier problema con el software y el enrutamiento de PCB: Las tres razones principales que se nos dieron en las clases de ingeniería electrónica a fines de la década de 1970 fueron:

1) La esquina exterior afilada de la curva puede causar problemas a frecuencias más altas ya que los puntos pueden actuar como mini antenas e irradiar las señales

2) Debido a que la esquina exterior de una curva de 90 grados es un punto delgado, se puede grabar fácilmente si los tiempos de grabado no se controlan con mucho cuidado y afectan el grosor de la traza

3) Los ángulos internos y externos de 90 grados hacen que esa área sea más susceptible a problemas en los que el proceso de grabado se come debajo de la traza.

Otra cosa a considerar es que hace que los archivos de Gerber sean más pequeños. Los archivos de Gerber definen una serie de líneas (entre otras formas).

Por ejemplo, para dibujar un círculo verdadero en un archivo Gerber se necesitan cientos (¿miles?) de líneas. Pero para dibujar un octágono solo se necesitan ocho líneas.

Para mis propios PCB me gustan las pistas redondeadas y curvas, no hay problemas, siempre y cuando esté enrutando manualmente.

En la mayoría de los PCB industriales es solo una tradición debido a las limitaciones en el software de enrutamiento temprano / actual.

Ángulos menos agudos = / * marginalmente * / mejor calidad de señal.

La razón principal es que facilita el conjunto de problemas y puede ser más fácil de diseñar. Hay algunas propiedades útiles que proporciona un sistema de 45/90 grados. La razón principal que diré es que te permite mantener el espacio deseado de la cuadrícula sin una gran penalización.

Si comienza desde un punto en una cuadrícula, cada dirección cardinal (arriba, derecha, abajo, izquierda) llegará a un punto de cuadrícula adyacente a 1 unidad. Cualquier ángulo de 45 grados también llegará a un punto adyacente, aunque la distancia será (sqrt 2) unidades. Si usara un ángulo como 30 o 60 grados, llegaría a un punto medio entre un punto de cuadrícula, lo que requeriría tener una cuadrícula más fina. Una cuadrícula más fina aumenta el tiempo de cálculo para la evaluación de la ruta y puede dificultar la optimización limpia del circuito.

El software TopoR utiliza un algoritmo completamente diferente del enrutador típico, lo que lo hace único. Los diseños de PCB que TopoR hace se parecen a los diseños de PCB antiguos dibujados a mano de los años 60-70.

Leí que históricamente las máquinas de producción de PCB tenían solo movimientos de 90/45/0, pero lo más importante, 45 grados es preferible a las curvas de 90 grados porque en los tiempos de dol los giros de 90 grados eran propensos al deterioro, por lo que era más probable que 90 grados turn perdería cobre y rompería la conexión ... así que antes del software, la razón del hardware ... todo se trata de historia y legado

La razón es que tradicionalmente (a partir de los años 60) las máquinas de flasheo de máscaras trabajaban con un conjunto limitado de anteojeras y flashes, así como también se arreglaban los ángulos. Algunos no fueron capaces de hacer una rotación precisa que no sea de 45 grados. Lo mismo, el software no permitió la superposición de flash que no sea 90 y 45 grados, evitando flashear las esquinas incorrectas. Bueno, y se ve mejor, lo que hace que sea más fácil rastrear problemas.