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Strombelastbarkeit, Leiterbahnquerschnitt und Temperatur sind entscheidende Faktoren bei der Gestaltung von Leiterplatten, insbesondere in elektronischen Anwendungen. Die richtige Dimensionierung und Berücksichtigung dieser Parameter spielen eine wesentliche Rolle für die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Leiterplatten.

In diesem Zusammenhang bieten die nachfolgenden Grafiken und Diagramme wertvolle Einblicke und Erkenntnisse, die die Bedeutung dieser Faktoren verdeutlichen. Diese visuellen Hilfsmittel ermöglichen es, die Wechselwirkungen zwischen Strombelastbarkeit, Leiterbahnquerschnitt und Temperatur besser zu verstehen und tragen dazu bei, optimierte Leiterplattenlayouts zu entwickeln, die den Anforderungen elektronischer Schaltungen in Bezug auf Leistung und Zuverlässigkeit gerecht werden. In den folgenden Abschnitten werden wir diese Schlüsselaspekte genauer erläutern und die Informationen aus den beigefügten Grafiken und Diagrammen zur Vertiefung unseres Verständnisses heranziehen.

Leiterbahnquerschnitt, Temperatur

Beispiel

Bei einer Leiterbahnbreite von 5,5mm und einer Kupferdicke von 35µm ergibt sich bei einer Strombelastung von 13 A eine Temperaturerhöhung von etwa 30°C.

Zum Vergrößern anklicken.

Temperaturerhöhung

Nebenstehendes Diagramm dient der Abschätzung der Temperaturerhöhung abhängig von Strom und Leiterbahn-breite bei einer Kupferdicke von 35µm. 

Diese gelten bei einer Nenndicke der Platine von 1,6-3,0mm. 

Zusätzliche Metallisierungen (Nickel, Gold, Zinn) bleiben unberücksichtigt.

 

Strombelastbarkeit

Empirisch ermittelte Werte der Strombelastbarkeit von gedruckten Leiterbahnen in Abhängigkeit der Leiterbreite von 35µm und 70µm bei einer Grenztemperatur von ~60°C.

Temperaturkoeffizienten

für Kupferdicken 35µm und 70µm

35µm

70µm

Isolationsabstände

Elektrische Mindestabstände für interne Abstände „Leiterbahn zu Leiterbahn“ und „Leiterbahn zu durchkontaktierter Bohrung“ in Abhängigkeit der Meereshöhe ersehen Sie aus nachfolgender Tabelle.
Die Spannungswerte gelten für Gleichspannung, bzw. Spitze/Spitze bei Wechselspannung. Bei Wechselspannung kann die Frequenz zu einer Verringerung der dielektrischen Festigkeit von Materialien führen, so dass verschiedene Konstruktionsparameter berücksichtigt werden sollten.

Leiterplatte Flachbaugruppe
Spannung L1 L2 L3 L4 FB1 FB2
0-15V 0,10mm 0,64mm 0,64mm 0,13mm 0,13mm 0,13mm
16-30V 0,10 mm 0,64mm 0,64mm 0,13mm 0,25mm 0,13mm
31-50V 0,10mm 0,64mm 0,64mm 0,13mm 0,38mm 0,13mm
51-100V 0,10mm 0,64mm 1,50mm 0,13mm 0,50mm 0,13mm
101-150V 0,20mm 0,64mm 3,18mm 0,38mm 0,75mm 0,38mm
151-170V 0,20mm 1,27mm 3,18mm 0,38mm 0,75mm 0,38mm
171-250V 0,20mm 1,27mm 6,40mm 0,38mm 0,75mm 0,38mm
251-300V 0,20mm 1,27mm 12,70mm 0,38mm 0,75mm 0,38mm
301-500V 0,25mm 2,54mm 12,70mm 0,75mm 1,50mm 0,75mm
>500V (je Volt) 0,0025mm 0,0050mm 0,0254mm 0,00305mm 0,00305mm 0,00305mm

L1
L2
L3
L4
FB1
FB2

Innenliegende Leiter
Außenliegende Leiter, ohne Beschichtung, Meereshöhe <= 3048m (10000 ft)
Außenliegende Leiter, ohne Beschichtung, Meereshöhe > 3048m (10000 ft)
Außenliegende Leiter, mit dauerhafter Polymer-Beschichtung
Außenliegender Bauteilanschluss, ohne Beschichtung
Außenliegender Bauteilanschluss, mit dauerhafter Beschichtung (über der Bestückung)

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