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EL-01 / IPC-2221B

プリント基板 パターン幅計算

流す電流と許容できる温度上昇から、必要な配線幅を求めます。銅箔厚と外層・内層の区別に対応しています。

配線の位置
必要パターン幅
—mm
断面の模式図。幅は実寸に比例、厚さ方向は見やすさのため誇張しています。
断面積
— mm²
幅(mil 換算)
— mil
規格の検証範囲内です。

1計算の根拠

IPC-2221B の付図から導かれた次の経験式を使っています。

I = k × ΔT0.44 × A0.725
I
電流(A)
ΔT
周囲温度からの許容温度上昇(℃)
A
導体の断面積(mil²)
k
外層 0.048 / 内層 0.024

断面積を幅に換算する際、銅箔厚はエッチング後の仕上がりではなく公称値を使います。 実際の仕上がり幅は、エッチングファクタにより設計値から片側 10〜20 µm 程度細るのが一般的です。

内層の係数が外層の半分である理由

外層は表面から空気へ直接放熱できますが、内層は樹脂に囲まれており熱が逃げにくいためです。 同じ電流を流すなら、内層は外層のおよそ 2.5 倍の幅が必要になります。

この式の限界

IPC-2221B の式は 1950 年代の測定データに基づいており、実際より保守的(太め)に出る傾向が知られています。 より新しい IPC-2152 は基板材質・板厚・銅箔の有無を考慮し、条件によっては 半分程度の幅で足りると評価します。設計根拠として提出する場合は、どちらの規格に拠ったかを明記してください。

2早見表

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3注記

計算結果は参考値です。 本サイトは個人が自分用に作成した備忘録であり、設計根拠となる計算書ではありません。 実際の設計では、基板材質、隣接パターンの発熱、部品の実装密度、使用環境温度を考慮してください。 本サイトの利用により生じた損害について、運営者は責任を負いません。