Technologie PCB - Conception de mise en page de PCB radiofréquence (RF)

La ligne microruban reste de loin la structure de ligne de transmission la plus couramment utilisée dans la conception RF et micro - ondes. Cependant, cela devient de moins en moins vrai à mesure que la vitesse et la densité des conceptions numériques et hybrides augmentent.

Parce que la ligne microruban est généralement plus large que la ligne ruban pour la même impédance et parce que le rayonnement associé à la ligne microruban augmente, elle nécessite plus d'espace de câblage PCB et une plus grande distance près de la piste. Ce n'est généralement pas un problème dans les conceptions RF ou micro - ondes pures, mais avec la demande de tailles de produits plus petites et l'augmentation concomitante de la densité des composants, il devient moins accessible.

Structure

La ligne de transmission microruban est constituée d'un conducteur (généralement du cuivre) de largeur W et d'épaisseur T. les conducteurs sont câblés sur un plan de masse plus large que la ligne de transmission elle - même et séparés par un diélectrique d'épaisseur H. la meilleure pratique consiste à s'assurer que le plan de référence de masse s'étend sur au moins 3h de part et d'autre de la trace microruban superficielle.

Conditions favorables

Historiquement, le principal avantage d'une ligne microruban pourrait être la possibilité d'utiliser seulement deux couches de panneaux, alors que tous les composants sont montés d'un côté. Cela simplifie le processus de fabrication et d'assemblage et constitue la solution de carte RF la moins coûteuse. Étant donné que toutes les connexions et tous les composants sont sur la même surface, il n'est pas nécessaire d'utiliser des trous excessifs lors de la connexion. En plus du facteur coût, c'est également idéal, car l'utilisation de pores excessifs n'augmente pas la capacité ou l'inductance.

Pour une même impédance, les traces microruban sont généralement plus larges que les traces ruban. Ainsi, les tolérances de gravure en fabrication étant absolues, il est plus facile de contrôler plus rigoureusement l'impédance caractéristique des traces. Ainsi, si la piste PCB a une largeur de 20 mils et que la largeur a été réduite de 1 Mil en raison d'une gravure excessive, c'est une quantité très importante par rapport à une gravure excessive de 5 millions de lignes de ruban et à une réduction de la largeur à 4 mils. Petite variation en pourcentage. Par example, dans le matériau fr408, une trace microruban de 20 mils au - dessus du sol, de 11,5 mils au - dessus du sol et de constante diélectrique de 3,8 donnera environ 50,8 ohms. Si cette trace est réduite à 19 mils, l'impédance caractéristique sera d'environ 52,6 ohms et l'impédance caractéristique augmentera de 3,6%. Dans le même matériau, une bande de 5 mils avec 6 mils de masse en haut et en bas produira environ 50,35 ohms, mais avec une diminution de 1 Mil à 4 mils, l'impédance caractéristique sera d'environ 56,1 ohms, Augmentation de 11,5% lorsque certaines conceptions sont terminées, l'impédance caractéristique de la trace finale n'est pas spécifiée, mais la largeur finale est spécifiée. Dans le même schéma de surgravure, une réduction de 5 millions de traces d'un million de mils réduirait la largeur finale de la trace de 20%, tandis qu'une réduction de 20 mils d'un million de mils réduirait la largeur de 5%.

Inconvénients

Comme les lignes de transmission microruban sont généralement très larges et posées à la surface de la carte, cela signifie que la surface disponible pour placer les éléments sera réduite. Cela rend les lignes microruban inutiles dans les conceptions de technologie hybride haute densité, qui sont presque toujours précieuses pour l'espace.

Les lignes de transmission microruban rayonneront plus que les autres types de lignes de transmission, ce qui sera un facteur majeur dans le rayonnement EMI global du produit.

Troisièmement, la diaphonie devient un problème en raison de l'augmentation du rayonnement des microbandes et il est donc nécessaire d'augmenter l'espacement avec les autres éléments du circuit, ce qui entraîne une diminution de la densité de câblage disponible.

Les conceptions microruban nécessitent souvent un blindage externe, ce qui augmente le coût et la complexité. En fait, c'est devenu l'un des problèmes les plus importants dans la conception d'appareils portables tels que les téléphones portables. De nombreux produits ont moins de force motrice et sont donc de plus en plus minces. Cela signifie que le blindage sera plus proche de la surface de la carte, ce qui augmentera la capacité par unité de longueur de la ligne de transmission, modifiant ainsi son impédance. Réfléchissez bien lorsque vous choisissez d'utiliser une ligne de transmission microruban et de déduire un modèle d'impédance. Si les traces doivent traverser un mur de blindage extérieur, il peut être nécessaire de modifier la largeur de la ligne de transmission sur une courte distance, généralement par un « TUNNEL» qui est généralement plus proche de la surface de la plaque que le Sommet du blindage.

L'impédance caractéristique de la microbande peut être affectée par le flux de blocage ou d'autres revêtements de surface. L'application de ces revêtements peut être très incohérente d'un fabricant à l'autre, voire d'une plaque à l'autre du même fournisseur de PCB. L'influence de ces revêtements sur l'impédance des microtraces de surface est donc très inconnue.