PCBトレース幅計算機

IPC-2221規格に基づくPCBトレース幅計算. IPC-2221に基づき、指定電流と温度上昇に対する最小トレース幅を計算します。銅箔厚選択による内層・外層に対応。. IPC-2221は、許容される温度上昇で指定された電流を流すために必要な最小PCBトレース幅を計算する経験式を提供します。この式はまず必要な銅の断面積…

IPC-2221に基づき、指定電流と温度上昇に対する最小トレース幅を計算します。銅箔厚選択による内層・外層に対応。

IPC-2221を使用してPCBトレース幅はどのように決定しますか?

IPC-2221は、許容される温度上昇で指定された電流を流すために必要な最小PCBトレース幅を計算する経験式を提供します。この式はまず必要な銅の断面積を計算し、次に銅の厚さ(重量)に基づいてトレース幅に変換します。

規格は外層(表面)と内層を区別します。内部トレースはFR-4誘電体に囲まれており、開放空気よりも効率的に放熱できないためです。内部トレースは同じ電流と温度上昇に対して外部トレースの約2倍の断面積を必要とします。

IPC-2221の式は経験データから導出されており、保守的です。新しいIPC-2152は広範な熱シミュレーションに基づく更新されたチャートを提供します。高信頼性設計では、高度、周囲温度、隣接トレースの発熱に対する追加のディレーティングを適用する必要があります。

Formula: A = (I / (k × ΔT^b))^(1/c) W = A / (T_cu × 1.378) k=0.048, b=0.44, c=0.725(外層) k=0.024, b=0.44, c=0.725(内層) A: mils²、T_cu: oz/ft²

計算例

外層で1 oz銅、10°C上昇で3A:A = (3 / (0.048 × 10^0.44))^(1/0.725) = 74.2 mils²。幅 = 74.2 / (1.0 × 1.378) = 53.8 mils ≈ 1.37 mm。最小推奨幅は1.4 mmです。

この計算機を使用する場面

よくある間違い

結果の解釈方法

関連規格・参考資料

よくある質問

同じ電流に対して内部トレースが外部トレースより幅広くなければならないのはなぜですか?

内部トレースは熱伝導率の低いFR-4誘電体(k ≈ 0.25 W/m·K)に埋め込まれています。外部トレースは空気への対流冷却の恩恵を受け、はるかに効果的に放熱します。IPC-2221の内層係数(k=0.024)は外層係数(k=0.048)の半分であり、約2倍の断面積が必要になります。

IPC-2221は現代のPCB設計にまだ正確ですか?

IPC-2221は保守的で広く受け入れられていますが、1950年代のデータに基づいています。IPC-2152(2009年)は現代のシミュレーションとテストに基づく更新された熱モデルを提供します。厚銅(>2 oz)、多層基板、または熱ビアを使用する設計では、IPC-2152がより正確な結果を提供します。IPC-2221はほとんどの標準設計で安全な出発点として残ります。

銅厚はトレース幅要件にどう影響しますか?

厚い銅(2 oz, 3 oz)ではより狭いトレースで同じ電流を流せます。1 ozから2 ozに倍増すると必要幅はおよそ半分になりますが、コスト増加とファインピッチの制限があります。