Microstrip et Stripline
Le microruban et le stripline sont les deux structures de lignes de transmission dominantes dans la conception des circuits imprimés. Le microruban est plus facile à fabriquer et à sonder, tandis que le stripline offre un meilleur blindage et une moindre perte de rayonnement. Le bon choix dépend de la fréquence, des exigences d'isolation et du budget de la couche de PCB.
Microruban
Le microruban est un conducteur situé sur la couche externe d'un PCB avec un plan de masse en dessous, séparé par le diélectrique du substrat. Une partie du champ s'étend dans l'air au-dessus de la trace, ce qui donne une constante diélectrique effective inférieure à celle du substrat.
Advantages
- Accès facile pour les tests et les retouches
- Coûts de fabrication réduits : couche extérieure, aucun vias enterré nécessaire
- Perte diélectrique plus faible aux hautes fréquences grâce à un champ d'air partiel
- Facile à associer aux connecteurs End-Launch
Disadvantages
- Rayonne plus qu'une bande ; il n'est pas blindé sur le dessus
- Sensible au couplage et aux interférences provenant de champs externes
- La constante diélectrique effective varie en fonction de la fréquence (dispersion)
- Sensibilité à l'impédance supérieure à l'épaisseur du masque de soudure
When to use
Utilisez un microruban pour les traces RF sur les couches extérieures où un accès par sondage est nécessaire, où les connecteurs atterrissent sur la couche extérieure et où le blindage contre les interférences électromagnétiques est géré au niveau de la carte ou du boîtier.
Stripline
La stripline est un conducteur enfoui entre deux plans de masse à l'intérieur de l'empilement de circuits imprimés. Le champ est entièrement contenu dans le diélectrique, ce qui donne une impédance caractéristique bien définie et stable en fréquence.
Advantages
- Entièrement blindé : rayonnement minimal et couplage avec les couches adjacentes
- Impédance stable : pas d'interface air-diélectrique, pas de dispersion
- Idéal pour les conceptions à haute densité avec des signaux RF sensibles
- Diaphonie inférieure entre les lignes adjacentes
Disadvantages
- Nécessite au moins un circuit imprimé à 4 couches, ce qui augmente les coûts
- Ne peut pas être testé directement, nécessite des vias de test
- Perte diélectrique supérieure à celle d'un microruban à la même fréquence
- Les transitions via ajoutent une inductance et des réflexions parasites
When to use
Utilisez un stripline pour les signaux haute fréquence nécessitant une isolation (PLL, horloges, distribution RF), les paires différentielles sensibles et toute trace qui ne doit pas émettre ou capter d'interférences.
Key Differences
- ▸Le microruban se trouve sur les couches extérieures du PCB ; le stripline est enterré entre les plans de masse
- ▸Stripline fournit une protection électromagnétique complète ; le microruban est ouvert sur le dessus et rayonne
- ▸Le microruban a une perte diélectrique plus faible en raison d'une interface partielle avec l'air ; le stripline a une résistance à l'air stable
- ▸Stripline nécessite un circuit imprimé à 4 couches ou plus ; le microruban fonctionne sur une carte à 2 couches
- ▸Le microruban est accessible pour le sondage ; le stripline nécessite des vias de test
Summary
Choisissez un microruban pour les conceptions sensibles aux coûts, les connecteurs de couche externe et lorsqu'un accès par sondage est nécessaire. Choisissez Stripline pour l'isolation des hautes fréquences, les signaux sensibles et les cartes multicouches denses où les interférences électromagnétiques et la diaphonie doivent être contrôlées. De nombreuses conceptions de circuits imprimés RF utilisent les deux : microruban pour les connecteurs et stripline pour le routage interne.
Frequently Asked Questions
Lequel a la perte la plus faible à 10 GHz : microruban ou stripline ?
Les microrubans présentent généralement une perte totale plus faible aux hautes fréquences, car une partie du champ se déplace dans l'air (plus faible, r), ce qui réduit les pertes diélectriques. Cependant, la perte de rayonnement augmente avec la fréquence pour les microruban. La perte stripline est dominée par la perte diélectrique dans le matériau PCB.
Puis-je utiliser un microruban à 77 GHz ?
Oui, mais en portant une attention particulière à la rugosité de la surface, au retrait du masque de soudure et aux transitions des connecteurs. Au-delà de ~20 GHz, la rugosité de surface du cuivre devient un facteur de perte important. Des laminés à faible perte (Rogers, Isola) sont généralement nécessaires au-dessus de 10 GHz pour les microruban.
Qu'est-ce qu'un guide d'ondes coplanaire (CPW) ?
Le CPW ajoute des plans de masse de chaque côté d'une trace de microruban sur la même couche. Cela fournit un meilleur blindage que les microruban tout en restant sur la couche externe, une approche hybride utilisée dans les circuits intégrés RF, les alimentations d'antenne et les PCB haute fréquence.
Comment puis-je faire la transition entre microruban et stripline ?
Utilisez un via pour passer d'une couche à l'autre. Le diamètre du via, le foret et la taille de la pastille doivent être soigneusement conçus pour minimiser la capacité et l'inductance parasites. Un perçage arrière (retrait du tronçon d'interconnexion) est souvent nécessaire au-dessus de 10 GHz pour éviter les résonances.