Impédance de piste PCB (microruban / ligne triplaque)

Impédance caractéristique et temps de propagation d'une ligne microruban ou triplaque selon la permittivité, l'épaisseur du diélectrique, la largeur et l'épaisseur de piste, avec la validité de l'approximation.

Voir l'exemple, la formule et l'explication

Exemple de calcul

Entrée: Type de piste Microruban (surface), Permittivité relative εr 4.3, Hauteur du diélectrique H (B pour la ligne triplaque) 1.6 mm, Largeur de piste W 3 mm, Épaisseur du conducteur T 0.035 mm, Longueur de piste 100 mm
Résultat: Impédance caractéristique Z₀ 49.824 Ω, Permittivité effective ε_eff 2.7125, Temps de propagation 5.49369 ps/mm, Retard total de la piste 549.369 ps, W/H (W/B pour la ligne triplaque) 1.875, Dans le domaine de validité de l'approximation: Dans le domaine

Formule

Microruban : Z₀ = 87 / √(εr + 1.41) · ln(5.98·H / (0.8·W + T)) (W/H = 0.1 à 2)

Ligne triplaque : Z₀ = 60 / √εr · ln(4·B / (0.67π·(0.8·W + T))) (W < 0.35·B)

ε_eff = 0.475·εr + 0.67 (microruban), ε_eff = εr (ligne triplaque)

t_pd = √ε_eff / c (≈ 85·√ε_eff ps/inch)

Explication

Ce calcul utilise les approximations IPC-2141 : microruban Z₀ = 87/√(εr+1.41)·ln(5.98H/(0.8W+T)) et triplaque Z₀ = 60/√εr·ln(4B/(0.67π(0.8W+T))). Avec les valeurs d'exemple (FR-4 εr 4.3, H 1.6 mm, W 3 mm), on obtient environ 49.8 Ω, ce qui correspond à la règle bien connue : 50 Ω sur une carte de 1.6 mm demande une piste de 3 mm. Le temps de propagation utilise ε_eff = 0.475εr + 0.67 pour le microruban, soit environ 5.49 ps/mm (139 ps/inch).

Conseil pratiqueCe sont des approximations empiriques. La précision du microruban se dégrade hors d'un W/H de 0.1 à 2.0, et la formule triplaque n'est plus valable dès que W dépasse 0.35·B ; le calculateur signale les deux cas. Pour des conceptions de production à impédance contrôlée, confirmez avec un solveur de champ et la table d'empilage de votre fabricant. Du point de vue CEM, un plan de référence continu sous la piste compte davantage que la valeur exacte d'impédance.

Questions fréquentes

Comment saisir une ligne triplaque plutôt qu'une microruban ?

Choisissez le type de ligne, puis εr et la hauteur : en microruban, H est l'épaisseur de diélectrique jusqu'au plan de référence ; en triplaque, saisissez B, l'espacement total entre les deux plans. Ajoutez la largeur W, l'épaisseur de cuivre T (0.035 mm est typique pour 1 oz) et la longueur. Exemple triplaque : εr 4.2, B 0.5 mm, W 0.12 mm, T 0.018 mm donne 62.1 Ω, avec W/B = 0.24 dans la plage valide.

Exemple chiffré : microruban εr 4.0, H 0.2 mm, W 0.35 mm, T 0.035 mm, longueur 50 mm ?

Le terme du dénominateur vaut 0.8·0.35 + 0.035 = 0.315 mm. Z₀ = 87/√(4.0 + 1.41)·ln(5.98·0.2/0.315) = 49.9 Ω. ε_eff = 0.475·4.0 + 0.67 = 2.57, donc le retard est √2.57/c = 5.35 ps/mm, soit 267.4 ps pour 50 mm. W/H = 1.75 est dans la plage de 0.1 à 2.

Quelle est la sensibilité du résultat et quand puis-je m'y fier ?

La largeur compte le plus. Sur un circuit FR-4 de 1.6 mm (εr 4.3), une piste de 3 mm donne 49.8 Ω et 3.5 mm donne 44.3 Ω, alors que doubler T de 0.035 à 0.07 mm ne la ramène qu'à 49.3 Ω. Mais 3.5 mm donne W/H = 2.19, hors de 0.1 à 2 ; l'outil signale alors une erreur importante. Le vernis épargne et le trapèze de gravure sont ignorés.

Calculateurs associés

Les résultats et résumés sont fournis à titre indicatif. Pour la certification et les rapports d'essai, utilisez le texte officiel en vigueur de la norme et les données d'instruments étalonnés. Dernière mise à jour: 2026-11-04