Microstrip versus Stripline
Microstrip e stripline são as duas estruturas de linha de transmissão dominantes no design de PCB. O Microstrip é mais fácil de fabricar e sondar, enquanto o stripline oferece melhor proteção e menor perda de radiação — a escolha certa depende da frequência, dos requisitos de isolamento e do orçamento da camada de PCB.
Microstrip
Microstrip é um condutor na camada externa de um PCB com um plano de aterramento abaixo, separado pelo substrato dielétrico. Parte do campo se estende para o ar acima do traço, fornecendo uma constante dielétrica efetiva inferior ao substrato.
Advantages
- Fácil acesso para sondagem e retrabalho
- Menor custo de fabricação — camada externa, sem necessidade de vias enterradas
- Menor perda dielétrica em altas frequências devido ao campo de ar parcial
- Fácil de combinar com conectores de lançamento final
Disadvantages
- Irradia mais do que listras — não é blindado na parte superior
- Susceptível ao acoplamento e interferência de campos externos
- A constante dielétrica efetiva varia com a frequência (dispersão)
- Maior sensibilidade à impedância à espessura da máscara de solda
When to use
Use microfita para traços de RF em camadas externas onde o acesso de sondagem é necessário, os conectores pousam na camada externa e a blindagem EMI é tratada no nível da placa ou do gabinete.
Stripline
Stripline é um condutor enterrado entre dois planos de aterramento dentro da pilha de PCB. O campo está totalmente contido no dielétrico, fornecendo uma impedância característica bem definida e estável em frequência.
Advantages
- Totalmente blindado — radiação mínima e acoplamento às camadas adjacentes
- Impedância estável — sem interface dielétrica de ar, sem dispersão
- Melhor para projetos de alta densidade com sinais de RF sensíveis
- Menor interferência entre linhas adjacentes
Disadvantages
- Requer pelo menos 4 camadas de PCB — aumenta o custo
- Não pode ser sondado diretamente — requer vias de teste
- Maior perda dielétrica do que a microfita na mesma frequência
- Por meio de transições, adicione indutância e reflexões parasitas.
When to use
Use stripline para sinais de alta frequência que requerem isolamento (PLLs, relógios, distribuição de RF), pares diferenciais sensíveis e qualquer traço que não deva irradiar ou captar interferência.
Key Differences
- ▸A microfita está nas camadas externas de PCB; a linha de faixa está enterrada entre os planos do solo
- ▸O Stripline fornece proteção EM completa; a microfita é aberta na parte superior e irradia
- ▸A microfita tem menor perda dielétrica devido à interface aérea parcial; stripline tem um δr estável
- ▸O Stripline requer um PCB de 4 camadas ou mais; o microstrip funciona em uma placa de 2 camadas
- ▸O Microstrip é acessível para sondagem; o stripline requer vias de teste
Summary
Escolha microfita para designs econômicos, conectores de camada externa e quando for necessário acesso à sondagem. Escolha stripline para isolamento de alta frequência, sinais sensíveis e placas multicamadas densas, nas quais a EMI e a diafonia devem ser controladas. Muitos designs de PCB de RF usam ambos: microfita para conectores, stripline para roteamento interno.
Frequently Asked Questions
Qual tem menor perda em 10 GHz — microstrip ou stripline?
A microfita normalmente tem menor perda total em altas frequências porque parte do campo viaja no ar (menor δr), reduzindo a perda dielétrica. No entanto, a perda de radiação aumenta com a frequência da microfita. A perda de estrias é dominada pela perda dielétrica no material PCB.
Posso usar microstrip a 77 GHz?
Sim, mas com muita atenção à rugosidade da superfície, remoção da máscara de solda e transições de conectores. Acima de ~ 20 GHz, a rugosidade da superfície do cobre se torna um fator de perda significativo. Laminados de baixa perda (Rogers, Isola) são normalmente necessários acima de 10 GHz para microfita.
O que é um guia de ondas coplanares (CPW)?
O CPW adiciona planos de terra em cada lado de um traçado de microfita na mesma camada. Isso fornece melhor proteção do que a microfita, permanecendo na camada externa — uma abordagem híbrida usada em ICs de RF, alimentações de antena e PCBs de alta frequência.
Como faço a transição entre microstrip e stripline?
Use uma via para fazer a transição entre as camadas. O diâmetro da via, a broca e o tamanho da almofada devem ser cuidadosamente projetados para minimizar a capacitância e a indutância parasitária. A perfuração traseira (remoção do talão) geralmente é necessária acima de 10 GHz para evitar ressonâncias.