PCB-Leiterbahnbreite-Rechner
Berechnen Sie die minimale Leiterbahnbreite für einen gegebenen Strom nach IPC-2221.
Was ist ein PCB-Leiterbahnrechner?
Ein PCB-Leiterbahnrechner berechnet die benoetigte Leiterbahnbreite fuer eine bestimmte Stromstaerke auf einer Leiterplatte. Zu duenne Leiterbahnen ueberhitzen und koennen die Platine beschaedigen.
Die Berechnung basiert auf dem IPC-2221-Standard und beruecksichtigt Kupferdicke (typisch 35 um = 1 oz/ft^2), zulaessige Temperaturerhoehung, Stromstaerke und ob die Leiterbahn auf der Aussen- oder Innenlage liegt.
IPC-2221-Standard
IPC-2221 definiert Formeln fuer die minimale Leiterbahnbreite basierend auf Strom, Kupferdicke und zulaessiger Erwaermung. Innenlage-Leiterbahnen benoetigen mehr Breite als Aussenlage, da die Waermeabfuhr schlechter ist.
So verwenden Sie dieses Tool
Geben Sie den gewuenschten Strom, die Kupferdicke, die zulaessige Temperaturerhoehung und die Lage (aussen/innen) ein. Das Tool berechnet die minimale Leiterbahnbreite und den Widerstand pro Laengeneinheit.
Design-Tipps fuer Leiterbahnen
- Verwenden Sie grosszuegigere Breiten als das Minimum — der Rechner gibt Mindestwerte, nicht optimale Werte.
- Fuer hohe Stroeme: Kupferschicht verdicken (2 oz statt 1 oz) oder mehrere Lagen parallel verwenden.
- Vias (Durchkontaktierungen) haben begrenzten Strom — verwenden Sie mehrere Vias parallel fuer Leistungspfade.
- Halten Sie Leistungs- und Signalleitungen getrennt. Breite Massefuehrung (Kupferfuellflaechen) fuer gute Rueckstrompfade.
Rechenbeispiel
Führe 2 A auf einer äußeren Leiterbahn mit 1-oz-Kupfer (35 µm dick) und erlaube 10 °C Temperaturanstieg. Das IPC-2221-Diagramm ergibt einen benötigten Querschnitt von etwa 20 mils², also Breite = Fläche ÷ Dicke ≈ 20 ÷ 1,4 ≈ 14 mils, rund 0,36 mm. Innenlagen geben Wärme schlechter ab, daher verdoppelt IPC-2221 die Breite bei gleichem Strom etwa.
Häufige Fehler
Ein häufiger Fehler ist, Innenlagenbreiten für eine Außenbahn zu verwenden oder umgekehrt; vergrabene Bahnen werden heißer und müssen breiter sein. Ein weiterer ist, das Kupfergewicht zu vergessen — eine Bahn auf 2-oz-Kupfer kann halb so breit sein wie derselbe Strom auf 1 oz. Den erlaubten Temperaturanstieg zu ignorieren, führt ebenfalls in die Irre, da eine breitere Bahn bei gleichem Strom einfach kühler bleibt.
Haeufig gestellte Fragen
Was bedeutet 1 oz Kupfer?
1 oz/ft^2 ist die Standarddicke und entspricht ca. 35 Mikrometer. Es ist das Gewicht einer Unze Kupfer gleichmaessig auf einen Quadratfuss verteilt. 2 oz = 70 um, fuer Leistungselektronik. 0,5 oz = 17,5 um fuer feine Signale.
Wie viel Strom kann eine Standard-Leiterbahn fuehren?
Bei 1 oz Kupfer, 10 Grad Temperaturerhoehung: ca. 0,3A bei 0,25mm Breite, ca. 1A bei 1mm, ca. 3A bei 3mm. Fuer mehr Strom: dickeres Kupfer oder breitere Leiterbahnen verwenden.
Was ist das Kupfergewicht und warum ist es wichtig?
Das Kupfergewicht beschreibt, wie viel Kupfer eine Quadratfuß Platine bedeckt, angegeben in Unzen; 1 oz ergibt etwa 35 µm Dicke. Schwereres Kupfer (2 oz, 3 oz) macht Bahnen im Querschnitt dicker, sodass sie bei gegebener Breite mehr Strom tragen und Wärme besser abgeben, zu höheren Platinenkosten.