PCB制御インピーダンス・配線幅計算機
IPC-2141のフィールドソルバー公式に基づきます。配線形状を入力するとインピーダンスが求まり、目標インピーダンス（50 Ω / 75 Ω / 90 Ω / 100 Ω …）を入力すると正確な配線幅が求まります。
| 配線幅（mil） | 配線幅（mm） | インピーダンス（Ω） |
|---|
単位換算： 1 oz/ft² = 1.4 mil = 35.6 µm · 1 in = 25.4 mm · 数式内では W、H、T、S の単位を統一してください。
注： ① 数式は一次近似（IPC-2141）であり、均質な誘電体を前提としています。制御インピーダンス製造では、各パネルにインピーダンステストクーポンを設け、基板メーカーの積層構成に基づいて検証します。② 外層配線上のソルダーマスクは、通常 Z₀ を約2～5%低下させます。③ 精度を高めるには W/H を0.1～20の範囲にしてください。誘電体が厚い場合の極細配線は、コプレーナ導波路に近い挙動を示します。④ 設計の参考値としてご利用ください。製造前に基板メーカーに確認してください。
よくある質問
1. この計算機の結果はどの程度正確ですか？
この計算機では IPC-2141 の経験式を使用しており、標準的な積層構成であれば、通常、2D電界ソルバーの結果と約±5～10%以内で一致します。実際の基板には、数式では考慮できない不確実性があります。FR-4のDkは積層板のロット間やパネル内でも変動し、銅のエッチングによって完成後の配線幅も変化します。計算された幅は設計の出発点として扱い、量産パネル上のインピーダンステストクーポンで確認してください。LEADHUIでは、制御インピーダンスのご注文ごとにクーポン試験レポートを提供しています。
2. 入力する誘電率はどの値ですか？
データシートの表紙に記載された値ではなく、実際の動作周波数における設計用Dkを使用してください。FR-4のデータシートでは通常1 MHz（約4.5）での値が指定されていますが、1 GHzでは実効値は通常約4.2～4.3まで低下します。高速基板には、Megtron、RO4350B、RT5880などの低Dk材料を使用してください。計算機には簡易プリセットが用意されています。積層構成が重要な場合は、積層板メーカーに周波数に対するDkの特性曲線をお問い合わせください。クーポン試験の結果に基づき、最終値を確認します。
3. ソルダーマスクによってインピーダンスが低下するのはなぜですか？
ソルダーマスクのεrは約3.2～3.8で、配線を覆うと周囲の実効誘電率が上昇します。これは特に外層のマイクロストリップ配線で顕著です。裸銅と比べてインピーダンスが通常2～5%低下しますが、これは正常です。クーポンは量産時と同じ状態になるよう、ソルダーマスクを塗布した状態で試験してください。より厳密な管理が必要な場合は、どの状態で試験するかをお知らせください。層ごとのソルダーマスク開口を調整します。
4. 計算機で目標インピーダンスを実現できないと表示されます。どうすればよいですか？
IPCの数式で解を得られる配線幅には限りがあります。インピーダンスを上げるには、誘電体の厚さHを増やす、銅を薄くする、または低Dk材料に変更します。インピーダンスを下げるには、配線幅を広げるかHを小さくします。よくある例として、2 milのコアで50 Ωを実現するのは実質的に不可能です。計算機は調整すべき方向を示します。目標インピーダンスと層数をお知らせいただければ、製造可能な積層構成をご提案します。
5. インピーダンステストクーポンは本当に必要ですか？
はい — それは
完成したパネルが目標を満たしていることを示す唯一の証拠です。クーポンには代表的な配線が含まれ、製造後にTDR（時間領域反射測定）で測定されます。測定対象は、銅とソルダーマスクを含む完成後の積層構成です。LEADHUIでは、制御インピーダンスのご注文にクーポン試験レポートが標準で含まれているため、実装前に50 Ω ±10%（またはご指定の許容差）を確認できます。