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PCB トレース抵抗計算ツール

幅、長さ、厚さ、および温度からPCBの銅トレースDC抵抗を計算します。シート抵抗と温度係数が含まれます。

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公式

R = \rho(T) \cdot \frac{L}{W \cdot T_c}

参考: IPC-2221B; copper ρ₂₀ = 1.72×10⁻⁸ Ω·m, α = 3.93×10⁻³ /°C

ρ(T) — Resistivity at temperature T (Ω·m)
L — Trace length (m)
W — Trace width (m)
Tc — Copper thickness (m)

仕組み

PCBトレース抵抗の計算は電子設計の重要な側面であり、材料の特性や温度によって電気伝導率がどのように変化するかを理解する必要があります。導電性トレースの抵抗は、トレースの抵抗率 (ρ)、長さ (L)、幅 (W)、厚さ (T) という4つの主要な要素によって決まります。最も一般的なPCB導体である銅は、25°Cでの基本抵抗率が1.724e-8Ω・mで、温度が上昇すると材料の原子格子のエネルギーが高くなり、電子散乱が増加し、結果として抵抗が大きくなります。温度係数 (α) によってこの抵抗変化が定量化され、銅の場合は約0.00393/℃です。エンジニアは、これらの要因を考慮して、高精度の電力供給を確保し、電圧降下を最小限に抑え、高電流回路や高精度回路における潜在的な熱関連性能の低下を防ぐ必要があります。

計算例

標準的なFR4基板に、長さ50mm、幅0.5mm、厚さ35µmの銅トレースがあるとします。ρ (銅) = 1.724e-8 Ω・m、α = 0.00393/°C を使用して、75°C でのトレース抵抗を計算します。まず、25°C でのベース抵抗を計算します。R = (1.724e-8 · 0.050)/(0.0005 · 0.000035) = 0.0246 Ω。次に、R (75°C) = 0.0246 · [1 + 0.00393 · (75-25)] = 0.0318 Ωという温度補正を適用します。これは、わずかな温度変化でもトレース抵抗にどのような影響があるかを示しています。

実践的なヒント

  • ✓抵抗を最小限に抑えるため、高電流経路には幅の広いトレースを使用してください
  • ✓臨界電力回路または高精度信号回路における温度の影響を考慮してください
  • ✓シミュレーションツールによるトレース抵抗計算の検証

よくある間違い

  • ✗抵抗値を推定する際、トレース幅と厚みのばらつきは無視する
  • ✗補正係数なしで全温度にわたって一定の抵抗率を想定
  • ✗狭い配線や細い配線における電流密度の制限を見落とす

よくある質問

トレースの幅が広いほど、断面積が大きくなるため抵抗が低くなります。トレース幅は抵抗に反比例します。
はい、特に高電流回路や長いトレースではそうです。抵抗が小さい場合でも、著しい電圧降下が生じる可能性があります。
銅グレードが異なれば、抵抗率はわずかに異なります。電解銅と電着銅にはわずかな抵抗の違いがあります。
製造上の許容誤差や材料のばらつきにもよりますが、一般的な計算の精度は± 10% 以内です。
電流容量は、トレースの幅、厚さ、温度上昇によって異なります。IPC-2221は、電流の流れる包括的なガイドラインを提供します。

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