Layout-Tipps – Impendanzkontrolle LP

Leiterbahnen definierter Impedanz

Im Bereich sehr hoher Frequenzen (im allgemeinen ab ca. 1 Mhz) müssen bei der Entwicklung von elektronischen Baugruppen die Wellenwiderstände der Leiterzüge berücksichtigt werden. Zur Berechnung werden bestimmte Leiterbahnanordnungen angenommen (Microstripline bzw. Stripline).

In die Berechnung des Wellenwiderstandes dieser Standardanordnungen gehen folgende Faktoren ein:

  • Die relative Dielektrizitätskonstante des Basismaterials von den verwendeten Materialien (in diesem Frequenzbereich auch von der Frequenz abhängig).
  • Die Dicke des Dielektrikums wird durch den vorgeschriebenen Lagenaufbau und die Toleranz der Fertigung beim Leiterplattenhersteller vorgegeben.
  • Die Breite der Leiterbahn wird durch das Layout vorgegeben. Auch hierbei treten beim Leiterplattenhersteller Toleranzen auf.
  • Die Höhe der Leiterbahn (Kupferdicke) wird durch den geforderten Lagenaufbau gleichfalls vorgegeben. Auch hier muss mit Toleranzen gerechnet werden.

Jeder dieser Einflussfaktoren bringt seine eigenen Toleranzen mit sich. Den größten Einfluss hat die Dicke des Dielektrikums, gefolgt von der Leiterbahnbreite. Nur relativ geringen Einfluss haben die Dielektrizitätskonstante und die Leiterbahndicke.

Microstripline Stripline
Skizze Micro-Stripline Skizze Stripline
Berechnung Microstripline

Als besonderen Service kann der Leiterplattenhersteller die Einhaltung der vorgesehenen Impedanzen in einem gewissen Toleranzkanal garantieren. Er wird dazu die genannten Einflussfaktoren überwachen und bei Bedarf so modifizieren, dass die Einhaltung der geforderten Leitungsimpedanzen garantiert werden kann.