マイクロストリップラインのインピーダンス

質問

ベタGND層の1層上に信号ラインを引いたマイクロストリップラインでは、ベタGNDが
信号リターン電流の流路となるので、信号ライン直下の領域には流路を妨げるスリット等を
設けないのが基本だと思います。
ですが実装の都合上、信号ラインと直交する方向のラインをGND層に引かなければならず、
リターン電流の流路を分断してしまった場合、信号ラインのインピーダンスは
どうなるんでしょうか？

1箇所だけインピーダンスが大きくなるような状態になるのか、それとも信号側は
変化無しでGNDだけバウンドするんでしょうか？

またこの信号ラインが2本ペアの差動信号ラインであった場合、リターン電流はベタGNDを
流れないと思いますが、こういう場合はベタGNDをいくら分断しても全く影響が無いと
考えて良いのでしょうか？

以上、宜しくお願いします。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

ベタＧＮＤが　広範囲で分断される場合には信号ラインのインピーダンスは設計値よりも上がってしまいます。　

信号側は変化無しでGNDだけバウンドは起こりません。通常は相互に影響します。

L2層のベタGND層を通さない工夫は出来ないのでしょうか？　L3層を通すとか。　
直行なら半田面を通す工夫はできないのでしょうか？

マイクロストリップラインの場合は　ＧＮＤは重要です。
どうしても　分断する場合は　スルーホールを設けて他の層を使いますが
分断された部分でのインピーダンスの乱れは避けて通れません。
再度、全層を見て、信号ラインの通し方の検討をお勧めします。
信号ラインなら最悪０Ω抵抗やジャンパーという手もあります。

2本ペアの差動信号ラインで有った場合は　多少の分断は問題ありません。

デジタル映像関係の差動ペアラインを何度か設計、デバックをしていますが　差動の場合はペアが極端に離れない限りは良好な伝送が出来ています。
可能な限り確保する方向で進めれば良いと思います。
分断する場合にはプレーンではなく小径スルーホールを複数用いて他の層に渡すようにすると良いと思います。
差動ペアラインとＧＮＤスルーホールは離すようにすべきです。　

参考になれば幸いです。

お礼

ありがとうございました。とても参考になりました。

補足

早速の回答ありがとうございます。

ご指摘の点はもっともだと思いますが、他層への回避は検討済で不可能という
条件でアドバイスをお願いします。

確かに普通の信号でリターンGNDが完全に分断された状況というのは無理があるかと
思いますが、もともと質問の本命は「2本ペアの差動信号ラインであった場合」です。

インピーダンスコントロールの必要がある数百本の差動信号を5～6層に分散して
配線しようとしていますが、そのために必要な数のGND専用層を確保できないという状況です。
無いよりはマシという案ではありますが、数箇所で分断されたようなGND層で良ければ
設置できる可能性があります。
普通の信号線なら明らかにNGですが、差動信号だと基本的にリターン電流は
ペアになっている信号線を通るので、GND層の流路確保は必須では無いのでは
ないかと考えて質問させてもらいました。