표면 마이크로스트립 임피던스 계산을 위한 IPC-2141A 폐쇄형 방정식
W/H 비율 0.1~3.0에 유효
FR-4의 경우 일반적으로 εeff ≈ 0.6 × εr ~ 0.8 × εr
마이크로스트립 신호는 낮은 유효 Dk로 인해 스트립라인보다 빠르게 전파됩니다
RF 및 고속 디지털 신호의 표준. 일반적인 기하학:
USB, HDMI, 이더넷용 100Ω 차동 임피던스:
솔더 마스크 코팅은 임피던스에 영향을 미칩니다:
>1 Gbps 신호의 경우:
마이크로스트립은 스트립라인보다 더 많이 방사합니다:
생산 성공을 위해:
| 속성 | Microstrip | Stripline | 코플라나 도파관 |
|---|---|---|---|
| 위치 | 외층 | 내층 | 외층 |
| 기준 평면 | 1 (아래) | 2 (위 및 아래) | 1 + 코플라나 접지 |
| 전파 지연 | ~145 ps/in | ~175 ps/in | ~130 ps/in |
| EMI 방사 | 보통 | 낮음 | 보통 |
| 임피던스 제어 | 양호 (±10%) | 우수 (±5%) | 양호 (±10%) |
| 제조 | 쉬움 | 다층 필요 | 보통 |
| 최적 용도 | RF, 고속 디지털 | 클록, 민감한 신호 | mmWave, RF 전환 |
마이크로스트립은 유전체 기판에 의해 접지면과 분리된 도전성 스트립으로 구성된 전송선의 일종입니다. PCB의 외층에 위치하며 트레이스 위는 공기, 아래는 유전체입니다. 이 비대칭 구조는 준-TEM 전파 모드를 생성합니다.
유효 Dk는 전기장이 보는 유전 상수의 가중 평균입니다. 전기장의 일부는 공기(Er=1)를 통과하고 일부는 기판(FR-4의 경우 Er=4.0-4.5)을 통과하므로 유효 Dk는 기판 Dk보다 낮으며, FR-4 마이크로스트립의 경우 일반적으로 약 3.0-3.5입니다.
마이크로스트립 임피던스는 전기장이 트레이스 위의 공기로 확장되기 때문에 솔더 마스크 두께, 습도 및 근처 부품의 영향을 받습니다. 스트립라인은 유전체로 완전히 둘러싸여 있어 더 일관된 임피던스를 제공합니다. 외층 도금의 제조 변동도 마이크로스트립에 더 큰 영향을 미칩니다.
표준 FR-4 PCB의 경우 마이크로스트립 임피던스는 일반적으로 30Ω에서 120Ω 범위입니다. 일반적인 목표는 싱글 엔드 RF/고속 신호의 경우 50Ω, 비디오의 경우 75Ω, 차동 쌍의 경우 85-100Ω입니다. 30Ω 미만으로 가려면 매우 넓은 트레이스가 필요하고, 120Ω 이상으로 가려면 제조하기 어려운 극도로 좁은 트레이스가 필요합니다.
솔더 마스크(일반적으로 Er=3.5-4.0, 두께 0.5-1.5mil)는 마이크로스트립 트레이스를 덮고 임피던스를 2-5Ω 약간 낮춥니다. 이것을 '코팅된 마이크로스트립'이라고 합니다. 정밀한 임피던스 제어를 위해 제어 임피던스 트레이스 위에 솔더 마스크 개구부를 지정하거나 계산에서 코팅을 고려하십시오.