RFrftools.io

PCB制御インピーダンス計算ツール

表面マイクロストリップ、埋め込みマイクロストリップ、およびストリップラインPCBトレースの特性インピーダンスを計算

Loading calculator...

公式

Surface: Z₀ = (87/√(εr+1.41)) × ln(5.98h/(0.8W+t))

参考: IPC-2141 Controlled Impedance Circuit Boards

Z₀ — Characteristic impedance (Ω)
εr — Dielectric constant
W — Trace width (m)
h — Substrate height (m)
t — Copper thickness (m)

仕組み

高速電子回路では、信号の反射、クロストーク、電磁干渉を最小限に抑えるために、制御されたインピーダンス設計が重要です。プリント基板 (PCB) の設計では、トレース形状、誘電特性、層構成がインピーダンス特性に直接影響します。IPC-2141規格には、表面マイクロストリップ、埋め込みマイクロストリップ、ストリップラインなど、さまざまな伝送線路構成のインピーダンスを計算するためのガイドラインが定められています。これらのモデルでは、トレースの幅、高さ、誘電率 (Er)、および基板の厚さが考慮されます。信号の完全性を確保し、伝送損失を最小限に抑えるために、RF、電気通信、高速デジタルアプリケーションでは、50 オームなどの目標インピーダンスが一般的に使用されています。

計算例

FR-4基板（Er = 4.3）で総厚が1.6mmの4層PCBを考えてみましょう。50 オームの表面マイクロストリップ設計では、トレース幅を計算します。IPC-2141の計算方法を使用する: まず、銅の重量 (1オンス)、プリプレグの厚さ、コアの厚さを決定します。目標を50オームとした場合、グラウンド・プレーンからの誘電体の高さが0.1mmであると仮定すると、シングルエンド・トレースの計算されたトレース幅は約0.2159mm（8.5ミル）になります。

実践的なヒント

  • ✓計算は常にシミュレーションツールで検証してください
  • ✓製造仕様に公差範囲を使用する
  • ✓インピーダンスを計算するときは信号周波数を考慮してください

よくある間違い

  • ✗誘電率の変動を無視
  • ✗周波数に依存するインピーダンスを考慮しない
  • ✗銅の表面粗さの影響を無視する

よくある質問

インピーダンスを制御することで、PCB伝送線路の電気的特性が一貫して保証され、信号の反射を最小限に抑え、信号の完全性を維持します。
50オームは、多くのRFおよびデジタルシステムにおいて、電力処理、ノイズ性能、およびコンポーネント互換性の間の最適なバランスを表します。
基板材料の誘電率と厚さは、トレースインピーダンスと信号伝搬特性に直接影響します。
はい。材料の表皮効果と誘電特性により、インピーダンスは周波数によって異なる場合があります。
プロ仕様のPCB設計ソフトウェアと専用のインピーダンス計算ツールにより、正確なインピーダンス予測を行うことができます。

Shop Components

Affiliate links — we may earn a commission at no cost to you.

PCB Manufacturing (JLCPCB)

Affordable PCB fabrication with controlled impedance options

DigiKey →

Copper Clad Laminate

FR4 and specialty PCB laminate sheets

DigiKey →Mouser →

Thermal Paste

Thermal interface material for component heat management

DigiKey →Mouser →

Related Calculators

RF

Microstrip Impedance

Calculate microstrip transmission line impedance using Hammerstad-Jensen equations. Get Z₀, effective dielectric constant, and propagation delay for PCB trace design.

PCB

Differential Pair

Calculate differential (Zdiff) and common-mode (Zcom) impedance for edge-coupled microstrip differential pairs used in USB, HDMI, Ethernet, and high-speed serial interfaces.

PCB

Trace Resistance

Calculate PCB copper trace DC resistance from width, length, thickness, and temperature. Includes sheet resistance and temperature coefficient.

PCB

Trace Width

Calculate minimum PCB trace width for a given current, copper weight, and temperature rise per IPC-2221 and IPC-2152 standards. Includes resistance and voltage drop.

PCB

Via Calculator

Calculate PCB via impedance, capacitance, inductance, current capacity, aspect ratio, and DFM warnings. Covers through-hole and blind/buried vias.

PCB

Stackup Builder

Calculate characteristic impedance for common PCB stackup configurations. Select layer count, dielectric thickness, and copper weight to get target trace width for 50Ω or custom impedance.