Stripline contra Microstrip: Entender sus diferencias y sus directrices de enrutamiento de PCB

January 28, 2019

Imagen amarilla de un enrutamiento de pistas de tarjeta de circuito

 

La primera vez que escuché una presentación sobre técnicas de diseño de alta velocidad, se me pasó por la cabeza. Como esto fue al principio de mi carrera como diseñador, estoy seguro de que fue mi inexperiencia lo que causó la confusión. Todo el concepto de enrutamiento de stripline y microstrip no tenía ningún sentido para mí y pensé que el instructor estaba hablando de un tipo de PCB completamente diferente con el que yo no estaba familiarizado. Afortunadamente, mi confusión se aclaró rápidamente cuando me enteré de que no es la PCB en sí misma la que se considera para ser stripline o microstrip. En cambio, stripline y microstrip son métodos diferentes de enrutamiento de líneas de transmisión de alta velocidad en una PCB.

 

Comprender stripline y microstrip puede ser difícil. Así que si usted es nuevo en el diseño de PCB o si está buscando una actualización sobre el tema, esta revisión básica es para usted.

 

Ser humano y dibujo de circuito impreso

Comprender Stripline y Microstrip

 

Stripline y Microstrip, ¿qué son?

Stripline y microstrip son métodos de enrutamiento de líneas de transmisión de alta velocidad en su PCB. Stripline es una conexión de línea de transmisión rodeada de material dieléctrico, suspendida entre dos planos de tierra en las capas internas de una PCB. El enrutamiento de microstrip es un trazado de línea de transmisión sobre una capa externa de la tarjeta. Debido a esto, está separado de un solo plano de tierra por material dieléctrico.

 

Con la línea de transmisión en la capa superficial de la tarjeta, el enrutamiento de microcintas tiene mejores características de señal que el stripline. La fabricación de tarjetas también es menos costosa con las microcintas, ya que la estructura de capas de un plano y una capa de señal hace que el proceso de fabricación sea más sencillo. Stripline puede ser más compleja de fabricar porque requiere múltiples capas para soportar el trazado incrustado entre dos planos de tierra. Sin embargo, el ancho de una pista de impedancia controlada en stripline es menor que el de una pista de impedancia en una microcinta del mismo valor. Esto se debe al segundo plano de tierra. Estos anchos de pista más pequeños permiten mayores densidades de circuito lo que, a su vez, permite un diseño más compacto. El trazado en las capas internas en stripline también reduce la EMI y proporciona una mejor protección contra riesgos.

 

Stripline y microstrip tienen diferentes beneficios. La decisión de cuál es el mejor método debe basarse en las necesidades del diseño. En un diseño denso de alta velocidad, a menudo se utiliza una mezcla de ambos métodos en una tarjeta multicapa para lograr los objetivos de diseño.

 

Además, es extremadamente importante mantener la impedancia controlada a través del diseño cuando se encaminan líneas de transmisión en un diseño de alta velocidad. La capa de la PCB sobre la que se enruta la línea de transmisión, las características físicas de la pista de la línea de transmisión y las características del dieléctrico deben calcularse conjuntamente paraobtener los valores de impedancia correctos para el circuito. Hay muchascalculadoras de impedancia diferentes con diferentes modelos de stripline y microstrip que están disponibles para hacer estos cálculos.

 

Imagen de diferentes tipos de enrutamientos de líneas de transmisión

El enrutamiento de stripline y microstrip es importante para el diseño de su PCB.

 

Ejemplos de enrutamiento de microstrip y stripline

Los siguientes son algunos ejemplos de técnicas de enrutamiento de stripline y microstrip, y cómo algunas de sus características afectan sus cálculos de impedancia:

 

  1. Microstrip. Las líneas de transmisión que están enrutadas en las capas externas se consideran microcintas. El modelo para estos se basa en el espesor y la anchura de las pistas, así como en la altura del sustrato y el tipo dieléctrico.
  2. Microcinta acoplada al borde. Esta técnica se utiliza para enrutar pares diferenciales. Es la misma estructura que el enrutamiento microstrip regular, pero el modelo es más complejo con la adición del espaciamiento de pistas para el par diferencial.
  3. Microcinta embebida. Esta estructura es similar a la de una microcinta normal, excepto que hay otra capa de dieléctrico por encima de la línea de transmisión. La máscara de soldadura puede considerarse como una capa de dieléctrico y debe tenerse en cuenta en el cálculo de la impedancia.
  4. Stripline simétrica. Las líneas de transmisión que se encaminan por capas internas (entre dos planos de tierra) se consideran stripline simétrica, o simplemente stripline. Al igual que la microcinta, su modelo se basa en el grosor y la anchura de la pista, así como en la altura del sustrato y el tipo dieléctrico, con el cálculo ajustado para la pista que se incrusta entre los dos planos.
  5. Stripline asimétrica. Aunque su estructura es similar a la del modelo de stripline simétrica, este modelo cuenta para la pista de la línea de transmisión que no está equilibrada con precisión entre los dos planos.
  6. Stripline con acoplamiento de bordes. Esta técnica se utiliza para enrutar pares diferenciales en capas internas. Es la misma estructura que el stripline regular, pero el modelo es más complejo con la adición del espaciado de pistas para el par diferencial.
  7. Stripline con acoplamiento lateral ancho. Esta técnica también se utiliza para enrutar pares diferenciales en capas internas, pero en vez de lado a lado, los pares se apilan uno encima del otro. El modelo es similar al de stripline acoplada por el borde.

 

Espero que este tutorial sobre stripline y microstrip haya sido útil para aclarar algunas de las confusiones que rodean estos conceptos. Entender cuáles son los diferentes métodos de stripline y microstrip le ayudará en última instancia a diseñar una mejor tarjeta de alta velocidad.

 

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