Leiterbahnbreite und Strom: wie breit muss eine Leiterbahn sein?
Eine praxisnahe Tabelle nach IPC-2221, der Einfluss von Kupferdicke und Lage und die Fertigungsgrenzen, die zu beachten sind.
Die Frage hinter der Tabelle
Eine Leiterbahn erwärmt sich, wenn Strom fließt. Die eigentliche Frage ist nicht, wann sie durchbrennt, sondern welche Temperaturerhöhung akzeptabel ist. IPC-2221 liefert die Formel; üblicherweise legt man auf etwa 10 °C Erwärmung über der Umgebungstemperatur aus.
Richtwerte für 10 °C Temperaturanstieg
| Leiterbahnbreite | 35 µm, Außenlage | 35 µm, Innenlage | 70 µm, Außenlage |
|---|---|---|---|
| 0,15 mm | 0,6 A | 0,3 A | 1,0 A |
| 0,25 mm | 0,9 A | 0,4 A | 1,5 A |
| 0,5 mm | 1,5 A | 0,7 A | 2,4 A |
| 1 mm | 2,4 A | 1,2 A | 4,0 A |
| 2 mm | 4,0 A | 2,0 A | 6,5 A |
| 3 mm | 5,3 A | 2,7 A | 8,8 A |
Es handelt sich um Richtwerte, berechnet mit der IPC-2221-Formel für eine einzelne Leiterbahn, nicht um eine Garantie. Benachbarte Leiterbahnen, ein geschlossenes Gehäuse, eine Umgebungstemperatur deutlich über 25 °C und Impulsströme verändern das Ergebnis. Planen Sie eine Sicherheitsreserve ein.
Was das Ergebnis verändert
- Kupferdicke. Von 35 auf 70 µm steigt die Strombelastbarkeit um etwa 65 %.
- Innenlagen. Eine vergrabene Leiterbahn gibt Wärme viel schlechter ab als eine an der Oberfläche: Rechnen Sie mit etwa der Hälfte des Wertes der Außenlage.
- Akzeptierte Erwärmung. 20 °C statt 10 °C erlauben etwa ein Drittel mehr Strom.
- Spannungsabfall. Kupfer mit 35 µm hat etwa 0,5 mΩ pro Quadrat. Eine Leiterbahn von 1 mm Breite und 100 mm Länge sind 100 Quadrate, also etwa 49 mΩ — bei 2 A gehen rund 0,1 V verloren.
Was gefertigt werden kann
Breite Leiterbahnen sind nie ein Problem; sehr schmale begrenzt der Ätzprozess, und die Grenze hängt von der Kupferdicke ab. Die minimale Leiterbahnbreite und der Mindestabstand betragen bei PCB-ELECTRA 0,15 mm / 0,15 mm bei 18 µm Basiskupfer (bis 35 µm fertig) und wachsen mit der Kupferdicke: 0,22 mm / 0,22 mm bei 35 µm Basiskupfer und 0,28 mm / 0,28 mm bei 70 µm. Die genaue Tabelle finden Sie unter Technologie, Hintergründe zum Kupfer in unserem Ratgeber Kupferdicke.
Praktische Hinweise
- Verwenden Sie für Leistungspfade breite Leiterbahnen oder Kupferflächen und 70 µm Kupfer, wenn die Breite begrenzt ist.
- Führen Sie hohen Strom zwischen Lagen über mehrere parallele Durchkontaktierungen, nie über eine einzelne.
- Bevorzugen Sie abgerundete oder 45°-Ecken statt scharfer 90°-Ecken.
- Machen Sie Leiterbahnen auf Innenlagen breiter als außen bei gleichem Strom.
- Prüfen Sie die Abstände für die tatsächlich anliegende Spannung, nicht nur das Fertigungsminimum.
Konfigurieren Sie Ihre Platine im Preisrechner oder kontaktieren Sie uns, wenn Ihr Design hohe Ströme führt und Sie eine zweite Meinung wünschen.
Häufige Fragen
Welche kleinste Leiterbahnbreite und welchen kleinsten Abstand fertigen Sie?
Auf 18-µm-Basiskupfer 0,15 mm Leiterbahnbreite und 0,15 mm Abstand. Mit dickerem Kupfer wachsen die Grenzen: 0,22 mm bei 35 µm und 0,28 mm bei 70 µm.
Wie breit muss eine Leiterbahn für einen bestimmten Strom sein?
Das hängt von der Kupferdicke, davon ab, ob die Leiterbahn auf einer Außenlage liegt, und vom zulässigen Temperaturanstieg. Nutzen Sie die Formeln der IPC-2221 oder einen Leiterbahnbreitenrechner und planen Sie eine Reserve ein.
Tragen Leiterbahnen auf Innenlagen weniger Strom als außen?
In der Regel ja. Innenlagen geben Wärme schlechter ab als Außenlagen, daher müssen sie für denselben Strom breiter sein.
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