Rechner für PCB-Leiterbahnwiderstand

Berechne Widerstand, Spannungsabfall und Verlustleistung von Kupferleiterbahnen aus Abmessungen, Kupfergewicht, Strom und Temperatur.

Prüfe mit dem spezifischen Standardwiderstand von Kupfer und einer Temperaturkorrektur, ob eine Leiterbahn dein elektrisches Verlustbudget einhält.

Gib die fertigen Kupferabmessungen und Betriebsbedingungen ein.

Leiterbahnbreite (mm)

Kupfergewicht (oz/ft²)

Leiterbahnlänge (mm)

Strom (A)

Kupfertemperatur (°C)

Über den PCB-Leiterbahnwiderstand

Eine Leiterbahn auf einer Platine ist ein dünner Kupferleiter und besitzt trotz der hohen Leitfähigkeit von Kupfer einen messbaren elektrischen Widerstand. Dieser hängt von Leiterlänge, Querschnittsfläche, spezifischem Materialwiderstand und Betriebstemperatur ab. Der Rechner modelliert einen rechteckigen Kupferquerschnitt und verwendet die Grundbeziehung R = ρL / A. Die Länge wird von Millimetern in Meter umgerechnet; Leiterbahnbreite und Kupferdicke ergeben die Querschnittsfläche. Standardkupfer mit einer Unze wird als etwa 0.0348 mm dick angenommen. Der spezifische Widerstand von Kupfer bei 20°C beträgt etwa 1.724 × 10⁻⁸ Ohmmeter. Mit steigender Temperatur nimmt er zu. Der Rechner korrigiert ihn daher mit einem Temperaturkoeffizienten von 0.00393 pro Grad Celsius. In der Leistungselektronik ist das wichtig, da Eigenerwärmung den Spannungsverlust erhöhen und eine Rückkopplung verursachen kann. Nach Galvanisierung und Fertigung kann die fertige Kupferdicke vom nominalen Foliengewicht abweichen. Verwende bei engen Toleranzen den fertigen Wert des Platinenherstellers. Der Spannungsabfall folgt dem Ohmschen Gesetz V = IR. Die in Wärme umgewandelte Leistung folgt P = I²R. Eine bei kleinem Strom geeignete Leiterbahn kann bei doppeltem Strom deutlich mehr Energie verschwenden, weil die Erwärmung mit dem Stromquadrat steigt. Vergleiche den berechneten Spannungsabfall mit der zulässigen Toleranz an der Last. Digitale Niederspannungsversorgungen, Strommesspfade, Motortreiber, LED-Versorgungen und Batterieschaltungen benötigen oft besonders geringe Verluste. Das Ergebnis ist eine Gleichstromwiderstandsabschätzung für eine gleichmäßige gerade Leiterbahn. Durchkontaktierungen, Steckverbinder, Verengungen, Lötstellen, Kupferrauheit und Kontaktwiderstände sind nicht enthalten. Bei hohen Frequenzen können Skin- und Proximity-Effekt den effektiven Widerstand erhöhen. Benachbarte Kupferflächen und galvanisierte Oberflächen können das elektrische und thermische Verhalten ebenfalls verändern. Ergänze diese Elemente separat oder verwende bei HF-Strukturen einen Feldlöser. Berechne für die Praxis den vollständigen Hin- und Rückweg statt nur eines Abschnitts. Plane Reserven für Fertigungsschwankungen, höhere Gehäusetemperaturen und transiente Ströme ein. Der Rechner hilft bei der ersten Dimensionierung und Verlustprüfung. Thermische Grenzen sollten zusätzlich mit einem IPC-basierten Stromtragfähigkeitsverfahren bewertet und an repräsentativer Hardware bestätigt werden.

Beispiele zum PCB-Leiterbahnwiderstand

Typische Kupferleiterbahnen, berechnet bei 20°C.

Leiterbahn	Berechnetes Ergebnis	Designhinweis
1 mm breit, 100 mm lang, 1 oz, 1 A	0.04954 Ω, 0.04954 V	Eine übliche kurze Versorgungsleiterbahn mit etwa fünfzig Millivolt Spannungsabfall.
2 mm breit, 50 mm lang, 2 oz, 3 A	0.006194 Ω, 0.01858 V	Breiteres und dickeres Kupfer verringert Widerstand und Verluste deutlich.
0.25 mm breit, 200 mm lang, 1 oz, 0.1 A	0.3963 Ω, 0.03963 V	Eine lange schmale Signalleiterbahn hat trotz kleinen Stroms einen merklichen Widerstand.

So berechnest du den PCB-Leiterbahnwiderstand

Gib die fertige Leiterbahnbreite und die gesamte elektrische Pfadlänge in Millimetern ein.
Gib das Kupfergewicht ein. Verwende 1 oz für standardmäßiges 35 µm Kupfer, sofern der Fertigungslagenaufbau keinen anderen Wert vorgibt.
Gib den erwarteten Strom und die Betriebstemperatur des Kupfers ein.
Wähle Berechnen und vergleiche Widerstand, Spannungsabfall und Verlustleistung mit deinen Entwurfsgrenzen.

Häufige Fragen zum PCB-Leiterbahnwiderstand

Wie wird das Kupfergewicht in Dicke umgerechnet?

Eine Unze Kupfer pro Quadratfuß entspricht ungefähr 0.0348 mm oder 35 µm Dicke. Andere Kupfergewichte werden vom Rechner linear auf diese Dicke skaliert.

Warum steigt der Leiterbahnwiderstand mit der Temperatur?

Thermische Schwingungen im Kupfer behindern den Elektronenfluss bei höheren Temperaturen stärker. Nahe Raumtemperatur steigt der Widerstand um etwa 0.393 Prozent pro Grad Celsius.

Sollte ich die Rückleiterlänge einbeziehen?

Ja. Der Strom fließt sowohl durch den Versorgungs- als auch den Rückweg. Berechne beide Pfade und addiere ihre Widerstände oder gib bei gleicher Breite und Kupferdicke die Gesamtlänge ein.

Enthält der Rechner den Widerstand von Durchkontaktierungen?

Nein. Das Modell umfasst nur eine gleichmäßige rechteckige Leiterbahn. Ergänze die Widerstände von Hülsen der Durchkontaktierungen, Steckverbindern, Verengungen und Kontakten separat für einen vollständigen Pfad.

Gilt das Ergebnis für Hochfrequenzleiterbahnen?

Es ist eine Gleichstromabschätzung und bleibt ein nützlicher Ausgangswert. Bei hohen Frequenzen können Skin-Effekt, Oberflächenrauheit und Proximity-Effekt den effektiven Widerstand erhöhen. HF-Entwürfe erfordern daher gegebenenfalls einen Feldlöser.