用于表面微带线阻抗计算的IPC-2141A闭式方程
适用于W/H比在0.1到3.0之间
FR-4通常εeff ≈ 0.6 × εr 到 0.8 × εr
由于较低的有效Dk,微带线信号传播速度比带状线快
射频和高速数字信号的标准。典型几何结构:
USB、HDMI、以太网的100Ω差分阻抗:
阻焊层涂层影响阻抗:
对于>1 Gbps的信号:
微带线比带状线辐射更多:
为了生产成功:
| 属性 | 微带线 | 带状线 | 共面波导 |
|---|---|---|---|
| 位置 | 外层 | 内层 | 外层 |
| 参考平面 | 1(下方) | 2(上方和下方) | 1 + 共面接地 |
| 传播延迟 | ~145 ps/in | ~175 ps/in | ~130 ps/in |
| EMI辐射 | 中等 | 低 | 中等 |
| 阻抗控制 | 良好 (±10%) | 优秀 (±5%) | 良好 (±10%) |
| 制造 | 容易 | 需要多层板 | 中等 |
| 最适合 | 射频、高速数字 | 时钟、敏感信号 | 毫米波、射频过渡 |
微带线是一种传输线,由导电带与介电基板上的接地平面分离而成。它位于PCB的外层,走线上方是空气,下方是介质。这种不对称结构导致准TEM模式传播。
有效Dk是电场所见介电常数的加权平均值。由于部分电场通过空气(Er=1),部分通过基板(FR-4的Er=4.0-4.5),因此有效Dk低于基板Dk,FR-4微带线通常约为3.0-3.5。
微带线阻抗受阻焊层厚度、湿度和附近元件的影响,因为电场延伸到走线上方的空气中。带状线完全被介质包围,提供更一致的阻抗。外层电镀的制造变化也会对微带线产生更大影响。
对于标准FR-4 PCB,微带线阻抗通常在30Ω到120Ω之间。常见目标是单端射频/高速信号的50Ω、视频的75Ω和差分对的85-100Ω。低于30Ω需要非常宽的走线;高于120Ω需要极窄的走线,难以制造。
阻焊层(通常Er=3.5-4.0,厚度0.5-1.5mil)覆盖微带线走线,会使阻抗降低2-5Ω。这称为『涂层微带线』。为了精确控制阻抗,在受控阻抗走线上指定阻焊开窗,或在计算中考虑涂层。