Leiterbahnbreite berechnen nach IPC-2221: Strom, Erwärmung

So verwenden Sie es

Tragen Sie den Strom (A) ein, den die Leiterbahn führen muss, und den Zulässigen Temperaturanstieg (°C).
Wählen Sie das Kupfergewicht (oz), meist 1 oz, und ob die Bahn auf einer Außenlage oder einer Innenlage liegt.
Tragen Sie die Leiterbahnlänge (mm) ein, wenn Sie den Widerstand und den Spannungsabfall darauf wollen.
Lesen Sie Leiterbahnbreite (Mindestwert) ab. Verwenden Sie die nächstbreitere Breite, die Ihr Platinenhersteller anbietet, und prüfen Sie das Ergebnis mit den Regeln Ihres Designs.

Die Formel nach IPC-2221

IPC-2221 verbindet den Strom, den ein Leiter führt, mit dem Temperaturanstieg, den er verursacht, und seinem Querschnitt. Die Konstanten der Kurvenanpassung, wie der Rechner von DigiKey sie nennt, sind 0,048 für Außenlagen und 0,024 für Innenlagen, mit den Exponenten 0,44 und 0,725. Die Fläche wird in Quadratmil angegeben, die Breite folgt aus der Kupferdicke.

I = k × ΔT^0,44 × A^0,725
A = (I ÷ (k × ΔT^0,44))^(1/0,725)
Breite = A ÷ (oz × 1,378 mil)

k = 0,048 Außenlage, 0,024 Innenlage
ΔT  Temperaturanstieg (°C)
A   Querschnitt (mil²)
1 oz Kupfer = 35 µm = 1,378 mil

Kupferdicke: Wikipedia nennt 35 µm für 1 oz/ft², manche Hersteller geben 34 µm an. Der Rechner verwendet 35 µm.
Der Widerstand verwendet den spezifischen Widerstand von weichgeglühtem Kupfer bei 20 °C. Eine warme Leiterbahn hat etwas mehr Widerstand.

Lage	k	Breite für 2 A, 10 °C, 1 oz
Außen	0,048	0,781 mm (30,76 mil)
Innen	0,024	etwa das 2,6-Fache der Außenfläche

Was der Rechner nicht abdeckt

Flächen und breite Kupferbereiche, für die IPC-2152 andere und meist brauchbarere Werte nennt.
Thermische Durchkontaktierungen, benachbartes Kupfer, Zwangsbelüftung und geschlossene Gehäuse, die den erreichten Anstieg verändern.
Impulse und hohe Frequenzen, bei denen sich der Strom zur Oberfläche des Kupfers drängt. Es wird ein gleichmäßiger Strom angenommen.

Rechenbeispiel: 2 A, 10 °C Anstieg, 1 oz, Außenlage

Die Fläche ist A = (2 ÷ (0,048 × 10^0,44))^(1/0,725) = 42,39 mil². Mit 1 oz (1,378 mil) ist die Breite 42,39 ÷ 1,378 = 30,76 mil, das sind 0,781 mm.

Über 50 mm ist der Widerstand der Leiterbahn 1,72 × 10⁻⁸ Ω·m × 0,05 m ÷ (0,781 mm × 35 µm) = 31,4 mΩ. Der Spannungsabfall bei 2 A ist also 62,9 mV.

Häufig gestellte Fragen

Welche Breite brauche ich für 1 A auf einer Außenlage?

Mit 10 °C Anstieg und 1 oz Kupfer berechnet der Rechner die Breite für jeden Strom, den Sie eingeben. Geben Sie 1 ein und lesen Sie das Ergebnis ab: eine schmalere Bahn als für 2 A, weil die Fläche in der Formel mit dem Strom wächst.

Warum braucht eine Innenlage eine breitere Leiterbahn?

Eine innere Bahn ist von der Platine umschlossen und kann die Wärme nicht so leicht an die Luft abgeben. Die Formel verwendet für Innenlagen k = 0,024, das ergibt bei gleichem Anstieg eine Bahn mit etwa dem 2,6-Fachen der Außenfläche.

Wie dick ist 1 oz Kupfer in Millimetern?

1 oz/ft² ist etwa 35 µm dick, das sind 1,378 mil. Manche Hersteller geben 34 µm an, der Unterschied verändert die Breite um etwa 3 %.

Ist ein Anstieg von 10 °C sicher?

Er ist ein üblicher Zielwert für eine Platine, die bei Raumtemperatur läuft. Der sichere Anstieg hängt von den Bauteilen und der Höchsttemperatur der Platine ab, prüfen Sie also auch diese.

Kann ich das für Versorgungsflächen verwenden?

Nein. Flächen und breite Kupferbereiche verteilen die Wärme anders, dafür ist IPC-2152 der bessere Leitfaden.

Quellen

Zahlen und Text zuletzt geprüft: Dienstag, 10. November 2026.

Ergebnis

So wird es berechnet, Schritt für Schritt