Enrutamiento en cualquier ángulo: ¿cuándo deberías utilizarlo?

Las herramientas EDA han recorrido un largo camino desde que aparecieron los ordenadores personales. Ahora, las funciones de enrutamiento avanzadas, como los autoenrutadores, el enrutamiento interactivo, el ajuste de longitud y el intercambio de pasadores ayudan a los diseñadores a mejorar su productividad, especialmente cuando van aumentando las densidades de los dispositivos y pistas. El enrutamiento normalmente se restringe a giros en ángulo recto o de 45 grados con las herramientas de diseño y enrutamiento típicas, pero los software de diseño de PCB más avanzados permiten a los usuarios enrutar en cualquier ángulo que deseen.

Entonces, ¿qué estilo de enrutamiento deberías utilizar, y cuáles son las ventajas del enrutamiento en cualquier ángulo? Como muchas preguntas de ingeniería, pasar de geometrías de pista estándar al enrutamiento en cualquier ángulo implica una serie de consideraciones, y el enrutamiento en cualquier ángulo es una mejor opción para algunos diseños que para otros. Esperamos que los consejos que hemos recopilado aquí te ayuden a decidir cuándo utilizar el enrutamiento en cualquier ángulo en tu próxima PCB.

¿Qué es el enrutamiento en cualquier ángulo?

Como su nombre indica, el enrutamiento en cualquier ángulo permite al diseñador de PCB enrutar una pista en cualquier ángulo que desee, incluso enrutándola a lo largo de una curva complicada. Las herramientas de enrutamiento interactivas de los programas de diseño de PCB de alta calidad incluyen una función que permiten definir un arco para el enrutamiento de una curva o simplemente arrastrar el extremo de una pista en la dirección deseada. Esto elimina la restricción condicional en la que las pistas se enrutaban en ángulos de 45 grados y en ángulos rectos.

Aunque el enrutamiento de PCB en ángulos de 45 y 90 grados ayuda a mantener las pistas organizadas y visualmente agradables, no es la única forma de enrutar las señales. La principal ventaja del enrutamiento en cualquier ángulo es la capacidad de reducir los desajustes de longitud entre grupos de pistas de salida simple, lo que ayuda a ahorrar espacio en la placa y reduce el nivel de serpenteo de la pista necesario para el emparejamiento de longitudes.

En algunos casos, la capacidad de enrutar a lo largo de una línea relativamente recta puede eliminar la necesidad de dos o más vías en una pista de señal. También se puede utilizar para superar un problema que surge cuando se utiliza un enrutador automático sin asistencia, conocido como «clinching». El uso creativo de vías junto con el enrutado en cualquier ángulo te permite evitar el enrutado alrededor de otro grupo de pistas y vías. En su lugar, puedes enrutar directamente entre dos puntos en la capa superficial o con un número mínimo de transiciones de capa.

Enrutamiento en curvas: colocación de un arco en cualquier enrutamiento en ángulo

Una estrategia de enrutamiento de PCB interesante consiste en enrutar las pistas con un arco, lo que aporta algunas ventajas en determinadas placas. En particular, en una placa circular, enrutar a lo largo de un arco te permite ahorrar espacio a medida que vas trazando el recorrido de las pistas por el exterior de la placa. Esta es una mejor opción que el enrutamiento octogonal, ya que puedes reducir el tamaño la placa en general, introducir más pistas en un espacio determinado, o introducir más componentes en una configuración más densa.

El enrutamiento en cualquier ángulo con arcos circulares no es una decisión excluyente; puedes utilizar segmentos rectos y arcos juntos en una única pista cuando tienes acceso a las herramientas de enrutamiento adecuadas. Esto puede ayudarte a resolver algunos problemas de enrutamiento de PCB interesantes más allá de simplemente enrutar a lo largo de una placa curva. Existen dos ejemplos de esto que me gustaría presentar brevemente.

Uno es el caso en el que tienes una placa cuadrada o rectangular, y un componente cuadrado o rectangular grande está inclinado a lo largo de la diagonal de la placa (es decir, con una inclinación de 45 grados respecto al borde de la placa). En este caso, el uso de enrutamiento en cualquier ángulo para separar las almohadillas del componente te permite enrutar a pistas rectas con menos espacio y/o mayor densidad de pistas, en comparación con el uso del enrutamiento de PCB estándar de 45 grados.

Enrutamiento en cualquier ángulo entre IC

Esto tiene otro beneficio, que puede no ser evidente en la imagen anterior. Supongamos que las longitudes de las 5 pistas de señal que se desprenden del CI central tienen que coincidir. Si utilizáramos giros de 45 grados en la imagen anterior, habría un mayor desajuste de longitud entre las pistas paralelas, por lo que se necesitaría una mayor cantidad de serpenteo para las pistas interiores antes de llegar a los circuitos integrados posteriores. El enrutamiento a lo largo de un arco circular entre la porción de 45 grados y la porción recta de la pista es más corto que el enrutamiento a lo largo de líneas rectas, por lo que cualquier desajuste de longitud entre estas 5 pistas se reduce. Si el tiempo de subida de la señal es lo suficientemente largo, es posible que no se necesite ningún ajuste de longitud.

Separadores BGA y pares diferenciales

Con una BGA, también puedes utilizar el enrutamiento en cualquier ángulo a medida que te separes de las almohadillas debajo de tu componente. Esto podría hacer tu esquema de enrutamiento más flexible que usar un simple "fanout" de hueso de perro. Cuando se combina con el caso de enrutamiento en arco y un componente girado mostrado anteriormente, puedes salir de una BGA de la forma que quieras.

Si estás enrutando los pares diferenciales según un estándar de señalización específico, todavía puedes utilizar el enrutamiento en cualquier ángulo, aunque tendrás que mantener un acoplamiento simétrico y consistente a lo largo de la longitud del par para satisfacer los requisitos de impedancia diferencial. Sin embargo, si se tienen en cuenta las ventajas del enrutamiento en arco mostradas anteriormente, aún podrás reducir el desajuste de longitudes cuando enrutes grupos de pares diferenciales por tu placa.

El enrutamiento en cualquier ángulo proporciona una buena alternativa a los "fanouts" de hueso de perro

Al igual que tus otras herramientas de enrutamiento de PCB, el enrutamiento en cualquier ángulo puede no ser lo correcto en todas las situaciones, pero te permite ser más flexible con tu esquema de enrutamiento en diferentes placas. Las funciones de enrutamiento interactivo de Altium Designer^® son ideales para implementar cualquier estilo de enrutamiento que puedas imaginar. Las funciones de enrutamiento de Altium Designer comprueban automáticamente tu disposición en base a tus reglas de diseño, a medida que la vas creando.

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