Rechner für kontrollierte PCB-Impedanz und Leiterbahnbreite
Basierend auf den Formeln des IPC-2141-Feldlösers – geben Sie die Leiterbahngeometrie ein, um die Impedanz zu berechnen, oder geben Sie eine Zielimpedanz (50 Ω / 75 Ω / 90 Ω / 100 Ω …) ein, um die präzise Leiterbahnbreite zu ermitteln.
| Leiterbahnbreite (mil) | Leiterbahnbreite (mm) | Impedanz (Ω) |
|---|
Umrechnungen: 1 oz/ft² = 1.4 mil = 35.6 µm · 1 in = 25.4 mm · W, H, T, S müssen innerhalb der Formeln dieselbe Einheit haben.
Hinweise: ① Die Formeln sind Näherungsformeln erster Ordnung (IPC-2141) und setzen ein homogenes Dielektrikum voraus – bei der Fertigung kontrollierter Impedanzen wird das Ergebnis anhand des Lagenaufbaus Ihres Leiterplattenherstellers mit Impedanzprüfcoupons auf jedem Fertigungsnutzen verifiziert. ② Lötstoppmaske über Leiterbahnen auf Außenlagen senkt Z₀ typischerweise um etwa 2–5 %. ③ Halten Sie W/H für eine bestmögliche Genauigkeit zwischen 0,1 und 20; sehr schmale Leiterbahnen auf hohen Dielektrika zeigen zunehmend ein Verhalten wie Koplanarwellenleiter. ④ Als Designreferenz – lassen Sie die Werte vor der Produktion von Ihrem Leiterplattenhersteller validieren.
Häufig gestellte Fragen
1. Wie genau sind die Ergebnisse dieses Rechners?
Der Rechner verwendet die empirischen Formeln nach IPC-2141, die für Standard-Lagenaufbauten typischerweise bis auf etwa ±5–10 % mit einem 2D-Feldlöser übereinstimmen. Reale Leiterplatten bringen zusätzliche Unsicherheiten mit sich, die von den Formeln nicht modelliert werden können: Der Dk-Wert von FR-4 variiert zwischen Laminatchargen und sogar innerhalb eines Nutzens, und das Ätzen des Kupfers verändert die fertige Leiterbahnbreite. Betrachten Sie die berechnete Breite als technischen Ausgangspunkt und bestätigen Sie sie mit einem Impedanzprüfcoupon auf dem Fertigungsnutzen. LEADHUI liefert zu jedem Auftrag mit kontrollierter Impedanz Prüfberichte der Coupons.
2. Welche Dielektrizitätskonstante sollte ich eingeben?
Verwenden Sie den Design-Dk-Wert bei Ihrer tatsächlichen Betriebsfrequenz, nicht den Wert auf dem Datenblattdeckblatt. FR-4-Datenblätter beziehen sich üblicherweise auf 1 MHz (~4,5); bei 1 GHz sinkt der effektive Wert typischerweise auf etwa 4,2–4,3. Für Hochgeschwindigkeitsleiterplatten sollten Sie ein Material mit niedrigem Dk wie Megtron, RO4350B oder RT5880 verwenden – entsprechende Schnellauswahlen sind im Rechner integriert. Wenn Ihr Lagenaufbau kritisch ist, bitten Sie Ihren Laminatlieferanten um die Dk-Kurve in Abhängigkeit von der Frequenz; wir bestätigen die endgültigen Werte anhand Ihrer Ergebnisse aus den Coupon-Tests.
3. Warum senkt der Lötstopp die Impedanz?
Der Lötstopp hat eine εr von etwa 3,2–3,8, und die Bedeckung der Leiterbahn erhöht die effektive Dielektrizitätskonstante in ihrer Umgebung – insbesondere bei Mikrostreifenleitungen auf den Außenlagen. Der typische Effekt ist ein Impedanzabfall von 2–5 % im Vergleich zu blankem Kupfer. Das ist normal: Ihr Testcoupon sollte sich im selben Zustand wie in der Produktion befinden und mit aufgebrachtem Lötstopp getestet werden. Wenn Sie eine genauere Kontrolle benötigen, teilen Sie uns mit, welcher Zustand getestet werden soll. Wir steuern dann die Öffnung des Lötstopps je Lage.
4. Der Rechner sagt, dass meine Zielimpedanz nicht erreichbar ist – was soll ich tun?
Die IPC-Formeln liefern nur für einen begrenzten Bereich von Leiterbahnbreiten eine Lösung. Um die Impedanz zu erhöhen: Vergrößern Sie die Dielektrikumshöhe H, verwenden Sie dünneres Kupfer oder wechseln Sie zu einem Material mit niedrigerem Dk-Wert. Um die Impedanz zu senken: Verbreitern Sie die Leiterbahn oder verringern Sie H. Ein häufiger Fall ist 50 Ω bei einem 2-mil-Kern – in der Praxis unmöglich; der Rechner zeigt Ihnen, in welche Richtung Sie die Parameter anpassen müssen. Senden Sie uns Ihre Zielimpedanz und die Anzahl der Lagen, und wir schlagen Ihnen einen fertigungsgerechten Lagenaufbau vor.
5. Benötige ich wirklich einen Impedanz-Testcoupon?
Ja – er ist d
er einzige Nachweis dafür, dass das fertige Panel Ihre Zielvorgabe erfüllt. Ein Coupon enthält repräsentative Leiterbahnen, die nach der Fertigung mittels TDR (Zeitbereichsreflektometrie) gemessen werden, und zwar mit dem fertigen Lagenaufbau einschließlich Kupfer und Lötstopp. LEADHUI fügt Bestellungen mit kontrollierter Impedanz standardmäßig Testberichte zum Coupon bei, sodass Sie 50 Ω ±10 % (oder Ihre vorgegebene Toleranz) vor der Bestückung überprüfen können.
