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PCBの電流許容能力評価ツール
PCB配線幅計算ツール
IPC-2221準拠の経験則モデルを用いて、PCBトレースの最小幅を算出したり、設計マージンを追加したり、既存のトレースの電流容量を確認したりできます。また、このツールでは、抵抗、電圧降下、電力損失、電流密度、および導体温度の推定も行います。.
外層と内層
mm、mil、°C、および°F
幅の寸法確認とトレースのチェック
コッパー・ルート
サーマルスクリーン
モデル
IPC-2221 スタイル
デフォルトレイヤー
外部
おすすめ W
8.99 mm
インタラクティブな銅のサイズ選定
新しいトレースのサイズ設定、または既存のルートの確認
完成した銅の形状データと許容温度上昇値を入力してください。結果は即座に更新されますが、これは生産時の熱的保証ではなく、あくまで予備的なスクリーニング推定値です。.
設計要件
電気的および銅のパラメータ
A
µm
°C
うーん
°C
%
うーん
アクティブ・トレース・モデル
外部銅配線
W
T
- 最低賃金
- 7.194 mm
- 選定されたW
- 8.993 mm
- 銅のT字管
- 35.0 µm
- 長さ L
- 150.0 mm
IPC-2221形式のスクリーニング式
I = k × ΔT0.44 × A0.725
Aは、平方ミル単位の銅の断面積です。推奨幅は、最小面積を算出した後に、ユーザーが選択した設計マージンを適用したものです。.
入力値は計算機の許容範囲内です
推奨設計幅
8.99 mm
354.05 mil · 0.3541 in
デザイン画面
25%の幅マージンが適用されました
推奨幅をレイアウトの起点として使用し、その後、製造時の積層構成と熱環境を確認してください。.
最小幅
7.194 mm
推定収容人数
11.76 A
設備稼働率
85.0%
トレース抵抗
8.700 mΩ
電圧降下
87.00 mV
電力損失
870.03 mW
電流密度
31.77 A/mm²
導体の温度
35.0 °C
算定の基礎
PCBの配線幅の推定値の算出方法
この計算ツールは、トレースの迅速なサイズ決定のために、よく知られたIPC-2221の経験的電流容量関係式を採用しています。そして、完成した銅の断面積と温度補正済みの銅の比抵抗から、電気損失を算出します。.
必要な銅面積
A = [I ÷ (k × ΔT0.44)]1/0.725
係数は、外部トレースの場合0.048、内部トレースの場合0.024です。面積は平方ミル単位で算出されます。.
最小幅および推奨幅
Wmin = A ÷ T · Wrec = Wmin(1 + マージン)
完成時の銅箔の厚さによって、必要な面積が幅に換算されます。設計マージンは隠されたものではなく、明示されており、調整可能です。.
抵抗と直流損失
R = ρ(T) × L ÷ (W × T)
抵抗値は、周囲温度に選択した温度上昇分を加えた値に調整され、それを用いて電圧降下とI²R損失を推定します。.
既存のトレースチェック
I容量 = k × ΔT0.44 × (W × T)0.725
「既存のトレースを確認」を選択すると、ワークフローが逆方向に実行され、印加電流と、入力された完成幅に基づく実測容量とが比較されます。.
技術的な解釈：
IPC-2221は、従来の経験的なスクリーニング手法です。IPC-2152方式の相関関係、銅箔、近接する導体、筐体内の気流、基板構造、ソルダーマスク、および基板レベルの熱拡散により、温度にばらつきが生じる可能性があります。この結果は、リリース済みの設計を認証するためではなく、レイアウトや製造に関する検討を始めるための参考として活用してください。.
入力の品質
「完成銅値」と「現実的な熱境界」を使用する
このモデルは単純ですが、その結果は、電流、銅の厚さ、層の位置、および温度上昇が実際のPCBの構造を反映しているかどうかに大きく左右されます。.
連続電流
典型的な動作値だけでなく、持続的なルート電流を入力してください。パルス負荷については、過渡応答とデューティサイクルを個別に評価する必要があります。.
仕上げ後の銅の厚さ
加工後の導体の厚さを基準としてください。銅の公称重量は便利な目安ですが、メッキされた外層の銅の厚さは異なる場合があります。.
許容温度上昇
これは周囲温度に対する許容上昇値であり、部品や積層板の最大定格値ではありません。上昇目標値を低く設定すると、配線幅は広くなります。.
完成したルートの長さ
長さはIPC-2221の幅の測定値には影響を与えませんが、抵抗値、電圧降下、および電力損失には直接影響を与えます。.
設計境界
計算ツールに含まれる内容と、引き続き検証が必要な事項
見積もりに含まれるもの
- IPC-2221形式の外部および内部係数
- 完成時の銅の厚さと明示的な幅の余裕
- メートル法とインペリアル法の幾何学単位の換算
- 摂氏と華氏の温度換算
- 抵抗、電圧降下、電力損失、および電流密度
電卓の外で検証する
- IPC-2152 準拠の相関試験および量産熱試験
- 銅の配線、平行配線、ネックダウン、ビア、およびパッド
- 気流、筐体温度、および周辺の熱源
- プレーンカップリング、基板の厚さ、および銅の分布
- 製造公差、メッキ、エッチングプロファイル、およびソルダーマスク
電卓から証拠の開示まで
この見積もりを、スタックアップレビュー、電流経路の検査、およびシステムレベルの熱検証に活用してください。.
銅の参考資料
銅の公称重量と厚さの換算
これらの一般的な公称換算値は、初期段階の入力として役立ちます。特にメッキ外層については、完成時の銅厚をPCB製造業者に確認してください。.
| 銅の重量 | 公称厚さ | 厚さ（ミル） | 代表的な計画用途 |
|---|---|---|---|
| 0.5オンス/平方フィート | 17.5 µm | 0.69ミル | 微細配線層および微小電流層 |
| 1オンス/平方フィート | 35 µm | 1.38 mil | 汎用PCB用銅 |
| 2オンス/平方フィート | 70 µm | 2.76 mil | 大電流の電力分配 |
| 3オンス/平方フィート | 105 µm | 4.13ミル | 高銅含有率の産業用電力経路 |
| 4オンス/平方フィート | 140 µm | 5.51 mil | 大電流対応の特殊構造 |
次回の技術点検
PCBおよびシステム設計のワークフローを継続する
導体の選定から、配線損失、銅の仕様、ビア容量、インピーダンス、電力計画、熱解析、およびMini-ITXシステムの検証へと話を進めます。.
PCB設計
銅、損失、およびシグナル・インテグリティ
電力・熱
システムの負荷および冷却状態の確認
PCB配線幅に関するよくある質問
大電流経路を開放する前の実務上の検討事項
初期のサイズ決定には計算ツールを使用し、その後、電流経路全体と製造用積層構成を確認してください。.
以下の回答では、銅の厚さ、内部層と外部層の違い、温度上昇、マージン、およびIPC-2221方式による見積もりの限界について解説しています。.
PCBの電源経路について検討するこのPCB配線幅計算ツールは、どのような計算式を使用していますか？
この計算では、電流、許容温度上昇、銅の断面積、および層の位置間の関係について、IPC-2221規格に基づく経験則を用いています。計算結果の面積を、仕上げ後の銅の厚さで割ることで、トレース幅を求めます。.
なぜ内層の配線幅がそれほど広いのですか？
従来の方程式では、内部導体に対してより低い係数が用いられており、これは放熱性が劣ることを表しています。実際の多層基板の挙動は、隣接する層、誘電体の厚さ、銅の分布、および基板の構造にも左右されます。.
最小幅と推奨幅、どちらを使うべきでしょうか？
最小幅は、直接的な実測結果に基づいています。推奨幅には、選択した設計余裕が加味されており、配線スペースに余裕がある場合は、通常、こちらの方がより適切な出発点となります。.
トレースの長さによって、必要な幅は変わりますか？
トレース長は、IPC-2221の幅の算出式には含まれません。ただし、トレース長は抵抗、電圧降下、および電力損失を増加させるため、電流容量が十分に見える場合でも、より幅の広い配線が必要になる可能性があります。.
電流を2本の並列配線または2つの銅層に分割することはできますか？
並列経路は電流を共有できますが、形状、ビア抵抗、部品の配置、および熱的結合の影響により、分岐後の電流配分が均等にならない場合があります。幅を経路数で自動的に割り算するのではなく、電流経路全体をモデル化し、検証してください。.
この計算ツールは、IPC-2152に基づく解析や熱試験の代わりになるのでしょうか？
いいえ。これはIPC-2221準拠の予備的なスクリーニングツールです。最終的な設計においては、IPC-2152の指針、製造公差、筐体条件、銅の広がり、および実測された熱性能を考慮する必要があります。.