Zwei Rechenrichtungen
Vom Strombedarf zur benötigten Breite – oder von einer gerouteten Breite zur Prüfung, wie viel Strom sie tragen kann.
Strombelastbarkeits-Workspace
PCB-Leiterbahnbreiten-Rechner
Kostenloser PCB-Leiterbahnbreiten-Rechner auf Basis der IPC-2221-Kurvenanpassung: Strom, Kupfergewicht und zulässigen Temperaturanstieg eingeben und die benötigte Breite in mil oder mm erhalten – inklusive Bahnwiderstand, Spannungsabfall und Verlustleistung. Läuft komplett im Browser, ohne Anmeldung.
- Strom→Breite oder Breite→Strom
- Faktoren für Außen- und Innenlagen
- Widerstand, Abfall und Verlust inklusive
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Lagenabhängige Ergebnisse
Innenlagen geben Wärme schlechter ab; der Innenlagenfaktor macht die benötigte Breite bei gleichem Temperaturanstieg etwa 2,6-mal größer.
Vollständige elektrische Auswertung
Jedes Ergebnis enthält Querschnitt, DC-Widerstand bei Betriebstemperatur, Spannungsabfall und I²R-Verlust.
Fragen zu Stackup oder Dickkupfer? E-Mail an [email protected]
Leiterbahnbreiten-Rechner
IPC-2221-Kurvenanpassung · Ergebnisse aktualisieren sich live
Rechenrichtung
Breiteneinheit
Ergebnisse
- Benötigte Breite
- 0.30 mm · 11.8 mil
- Stromtragfähigkeit
- 1.00 A
- Querschnitt
- 16.3 mil² · 0.0105 mm²
- Bahnwiderstand
- 42.7 mΩ
- Spannungsabfall
- 42.7 mV
- Verlustleistung
- 42.7 mW
IPC-2221 ist bewusst konservativ. IPC-2152 erlaubt meist mehr Strom – besonders auf Innenlagen – und Vias, Steckverbinder sowie ein warmes Gehäuse brauchen zusätzliche Reserve.
Diese Spezifikation zur Prüfung senden →Verfahren
So funktioniert die Leiterbahnbreiten-Berechnung
IPC-2221 verknüpft Strom und Leitertemperatur über eine einzige Kurvenanpassung: I = k · ΔT^0,44 · A^0,725. Dabei ist A der Leiterbahnquerschnitt in mil² und k = 0,048 für Außenlagen bzw. 0,024 für Innenlagen.
Die Berechnung läuft in zwei Schritten. Zuerst wird die Formel nach dem benötigten Querschnitt aufgelöst: A = (I / (k · ΔT^0,44))^(1/0,725). Anschließend wird diese Fläche durch die Kupferdicke geteilt – 1 oz entspricht etwa 1,378 mil – und ergibt die Breite. Widerstand, Spannungsabfall und Verlustleistung folgen aus dieser Geometrie mit dem spezifischen Widerstand von Kupfer 1,7e-6 Ω·cm und einem Temperaturkoeffizienten von 3,9e-3/°C.
Bei impedanzkontrolliertem Routing muss die Breite zusätzlich zum Stackup passen – prüfen Sie das mit unserem Impedanzrechner
Lagen
Außen- vs. Innenlagen
Außenlagen geben Wärme durch Konvektion und Strahlung ab; Innenlagen sind vom Basismaterial umschlossen, das Wärme schlechter ableitet. IPC-2221 bildet das über den halbierten k-Faktor ab: Eine Innenlage braucht bei gleichem Strom und gleichem Temperaturanstieg etwa die 2,6-fache Breite einer Außenlage.
Praktisch macht das interne Stromflächen, Versorgungslagen und Polygonpours attraktiv: Sie bieten einen breiten, kühlen Strompfad, ohne Routing-Kanäle zu belegen.
Normen
IPC-2221 vs. IPC-2152
IPC-2221 übernimmt das IPC-D-275-Diagramm, das aus einem begrenzten Datensatz konservativ aufgebaut wurde. IPC-2152 ist die neuere Norm, basierend auf thermischen Messungen, die Plattendicke, Kupferebenen und Materialleitfähigkeit berücksichtigen.
IPC-2152 erlaubt bei gleicher Breite meist mehr Strom – vor allem auf Innenlagen, wo das alte Diagramm bewusst pessimistisch war. Nutzen Sie diesen Rechner für einen konservativen ersten Ansatz und prüfen Sie IPC-2152 oder ein thermisches Modell, wenn die Reserve knapp wird.
Referenz
Leiterbahnbreite bei ΔT = 10 °C
Benötigte Leiterbahnbreite nach Strom, Kupfergewicht und Lage. Die Werte werden live aus derselben IPC-2221-Anpassung berechnet wie der Rechner.
| Strom (A) | 1 oz Außenlage | 2 oz Außenlage | 1 oz Innenlage | 2 oz Innenlage |
|---|---|---|---|---|
| 0.5 | 0.12 mm (4.5 mil) | 0.06 mm (2.3 mil) | 0.30 mm (11.8 mil) | 0.15 mm (5.9 mil) |
| 1 | 0.30 mm (11.8 mil) | 0.15 mm (5.9 mil) | 0.78 mm (30.8 mil) | 0.39 mm (15.4 mil) |
| 2 | 0.78 mm (30.8 mil) | 0.39 mm (15.4 mil) | 2.03 mm (80.0 mil) | 1.02 mm (40.0 mil) |
| 3 | 1.37 mm (53.8 mil) | 0.68 mm (26.9 mil) | 3.56 mm (140.0 mil) | 1.78 mm (70.0 mil) |
| 5 | 2.77 mm (108.9 mil) | 1.38 mm (54.4 mil) | 7.19 mm (283.2 mil) | 3.60 mm (141.6 mil) |
| 10 | 7.19 mm (283.2 mil) | 3.60 mm (141.6 mil) | 18.71 mm (736.8 mil) | 9.36 mm (368.4 mil) |
Alle Breiten in mm, mil in Klammern.
Reserve
Checkliste für die Designreserve
Die Formel gilt für eine gerade, isolierte Leiterbahn bei Dauerstrom. Reale Platinen brauchen an diesen Stellen Reserve:
- Vias führen Strom durch eine etwa 1 oz dicke Galvanikwand – bei mehr als ~1 A mit Reserve rechnen oder mehrere parallel setzen.
- Steckverbinder und Pressfit-Pins haben eigene Stromgrenzen, die meist unter der der Leiterbahn liegen.
- Parallele Leiterbahnen teilen den Strom ungleich, wenn Länge oder Breite abweichen; der kurze, breite Pfad übernimmt den größten Teil.
- Die Umgebungstemperatur im Gehäuse zählt zum zulässigen Anstieg – ein 45-°C-Gehäuse halbiert ein 10-°C-Budget.
- Strompulse und Motoranlauf übersteigen den Mittelwert; dimensionieren Sie nach dem Daueranteil oder erhöhen Sie das Kupfer, nicht nach dem Nennwert.
- Benachbarte Kupferflächen führen in realen Platinen Wärme ab – diesen IPC-2152-Vorteil bildet dieses Modell nicht ab.
Skalierung
Wann auf Dickkupfer wechseln
Wenn die benötigte Breite auf 1 oz etwa 200 mil überschreitet, ist dickeres Kupfer die praktische Antwort – nicht eine breitere Leiterbahn. Zwei bis vier Unzen halbieren bis vierteln die Breite bei gleichem Strom.
Unser Dickkupfer-Leiterplatten-Prozess plattiert 2–6 oz für Stromverteilung und Hochstromschienen – senden Sie die berechnete Breite, den Strom und das Temperaturziel mit Ihrer Anfrage. Dickkupfer-Leiterplatte
Technische Fragen
FAQ zum Leiterbahnbreiten-Rechner
Was macht ein Leiterbahnbreiten-Rechner?
Er wandelt einen Strombedarf und einen zulässigen Temperaturanstieg über die IPC-2221-Kurvenanpassung in die minimale Leiterbahnbreite um und liefert außerdem Widerstand, Spannungsabfall und Verlustleistung der Bahn.
Welche Formel nutzt dieser Rechner?
I = k · ΔT^0,44 · A^0,725 mit k = 0,048 für Außenlagen und 0,024 für Innenlagen; A ist der Querschnitt in mil² und ΔT der zulässige Anstieg in °C – dieselbe Anpassung, aus der das IPC-2221-Diagramm gezeichnet ist.
Warum brauchen Innenlagen mehr Breite?
Laminat leitet Wärme schlechter ab als Luft, deshalb halbiert IPC-2221 die Stromkonstante für Innenlagen. Bei gleichem Strom und Anstieg ergibt das etwa die 2,6-fache Außenlagenbreite.
Ändert die Leiterbahnlänge die Breite?
Nein – die Breite hängt nur von Strom, Kupfergewicht und zulässigem Anstieg ab. Die Länge geht in Widerstand, Spannungsabfall und Verlustleistung ein, darum fragt der Rechner sie separat ab.
Wie ist der Vergleich zu IPC-2152?
IPC-2152 ist die neuere, messtechnisch belegte Norm und erlaubt meist mehr Strom – besonders auf Innenlagen. IPC-2221-Ergebnisse sind eine konservative Untergrenze; bei knapper Breite lohnt der Vergleich mit IPC-2152-Daten.
Wann sollte ich auf Dickkupfer umsteigen?
Wenn die benötigte Breite auf 1 oz über etwa 200 mil wächst oder wenn ohnehin 3 oz oder mehr spezifiziert sind. Dickes Kupfer reduziert die Breite direkt und ist meist günstiger als zusätzliche Routing-Fläche.
Ist der Rechner kostenlos und speichert er Eingaben?
Er ist kostenlos, läuft vollständig im Browser und sendet nichts an einen Server. Die Ergebnisse sind Design-Schätzungen und ersetzen keine thermische Produktvalidierung.
Vom Rechenwert zum Kupfer
Breite steht – Fertigung fehlt?
Senden Sie die berechnete Breite, das Kupfergewicht und das Stromziel mit Ihren Gerber-Daten – unsere Ingenieure bestätigen Stackup und Ätzkompensation vor der Fertigung.