La nécessité de contrôler l'impédance de routage

Microstrip de surface : contient une piste sur la surface exposée à l'air avec un diélectrique et un plan sur un seul côté.

Microstrip revêtu : contient une piste sur la surface revêtue de masque à souder, et avec un diélectrique et un plan sur un seul côté.

Stripline décalé : contient une piste en sandwich à l'intérieur du PCB avec un plan des deux côtés des diélectriques (âme/préimprégné).

Microstrip de surface couplé par les bords : est une configuration différentielle avec deux pistes à impédance contrôlée sur la surface exposée à l'air, et un plan de l'autre côté du diélectrique.

Microstrip enduit couplé par les bords : est une configuration différentielle avec deux pistes à impédance contrôlée sur la surface recouverte de masque de soudure, et un plan de l'autre côté du diélectrique.

Ligne striée décalée couplée par les bords : est une configuration différentielle avec deux pistes à impédance contrôlée à l'intérieur du PCB, sandwichées entre deux plans des deux côtés des diélectriques (âme/préimprégné).

Configurations coplanaires

Notez que les pistes à terminaison unique et différentielle peuvent être coplanaires. Les pistes coplanaires nécessitent un paramètre supplémentaire : la distance latérale ou le dégagement entre le bord de la piste et le bord de la masse sur la même couche. Cela déterminera également l'impédance de la piste car la région de masse crée une capacité parasite supplémentaire autour du microstrip. La même idée s'applique aux lignes striées. Les paramètres importants pour un microstrip sont présentés ci-dessous.

Si vous prévoyez d'utiliser un micro-ruban coplanaire, prenez note de comment calculer le dégagement nécessaire pour assurer que la largeur d'un micro-ruban régulier aura la même largeur qu'un micro-ruban coplanaire. Dans la plupart des cas, une valeur de S = 3W sera suffisante et il est acceptable d'utiliser ce rapport pour dimensionner la trace si vous n'êtes pas sûr de comment calculer le bon espacement. Selon que la couche plus mince (H plus petit), alors vous pourriez avoir S

• En savoir plus sur la détermination de l'espacement dans les configurations coplanaires

Quelle cible d'impédance devrais-je considérer ?

En général, ce qui est important n'est pas la valeur, mais plutôt que l'impédance soit contrôlée sur toute la longueur de la trace. La plupart des conceptions auront une sorte de contraintes de spécification qui détermineraient l'impédance avec laquelle vous devez travailler (par exemple, 90 Ohms pour les paires différentielles sur une interface USB). Pour la plupart des conceptions qui sont construites suivant les configurations de trace montrées ci-dessus, l'impédance de la trace du PCB pourrait finir par être n'importe où entre 40 et 120 Ohms si vous ne concevez pas pour atteindre une impédance spécifique.

Quelle cible de tolérance devrais-je considérer ?

Cela est déterminé de deux manières possibles :

• Basé sur la spécification dans le standard de signalisation que vous utilisez
• Basé sur un calcul de la perte de retour autorisée

Il est important de noter que la maison de fabrication ne peut garantir qu'une certaine impédance. Il est courant que l'impédance finale de la trace soit d'environ +/-10% de la valeur cible en raison des tolérances de gravure, de l'angle du panneau PCB, de la variation de la constante diélectrique, et de la fréquence à laquelle Dk est évaluée. Cela donne au fabricant une certaine marge pour atteindre un rendement acceptable. Donc, la tolérance ne devrait pas être utilisée par les concepteurs pour approximer la valeur nominale de l'impédance !

En tant que concepteur, votre travail consiste à spécifier la plage d'impédance acceptable que vous pouvez accepter dans la carte fabriquée, et la maison de fabrication doit déterminer si elle peut atteindre votre spécification. Par exemple, si vous avez une trace finie avec une cible d'impédance de 50 Ohms +/-10%, alors une trace fabriquée avec 55 Ohms est dans la tolérance, cependant, cela ne laisse pas beaucoup de marge de manœuvre à votre fabricant, et cela pourrait réduire le rendement.

Des moyens rapides de calculer l'impédance

Avec davantage de cartes véhiculant des signaux à haute vitesse qui font partie d'une interface standardisée, plus de pistes nécessiteront un contrôle d'impédance. Ce contrôle doit être précis et calculé avec un solveur qui représente précisément les propriétés de votre empilement de couches actuel, y compris les propriétés matérielles précises.

Pour vous aider à concevoir selon la valeur d'impédance requise, Altium Designer^® inclut un calculateur d'impédance alimenté par le solveur de champ intégré de Simbeor. Cet outil de modélisation très précis aide les utilisateurs à déterminer rapidement l'impédance pour les interfaces standardisées, puis à appliquer les résultats comme une règle de conception à utiliser dans vos outils de routage. En savoir plus sur le Gestionnaire de Pile de Couches dans la Documentation Altium.