Elektrische Bemessungsrichtlinien beim Leiterplattenentwurf

1. Mindestabstände auf Leiterplatten

Die folgende Tabelle gibt nur ungefähre Richtwerte an, die Angaben erfolgen natürlich ohne Gewähr! Die unten aufgeführten Werte gelten für "normale" mitteleuropäische Umweltbedingungen, und vor Wettereinflüssen geschützt. Bei verschärften Bedingungen (Feuchtigkeit, chemisch verunreinigte Luft, große Höhen, hohe Temperaturen,..) gelten entsprechend andere Werte. Verringern Sie nicht die Mindestabstände durch Beschriftungen, etc!

Mindestabstand zwischen den Bahnen berechnen
Ergebnis:

Min. Abstand ohne Lötstop:

Min. Abstand mit Lötstop:

Spannung zwischen den Leiterbahnen (V) Mindestabstand ohne Lötstopplack (mm) Mindestabstand ohne Lötstopplack (mil) Mindestabstand mit Lötstopplack (mm) Mindestabstand mit Lötstopplack (mil)
0...30 0,64 25 0,25 10
31...50 0,64 25 0,38 15
51...100 0,64 25 0,50 20
101...150 1,27 50 0,50 20
151...300 1,27 50 0,76 30
301...500 2,54 100 1,52 60
>500 0,05 mm/V 0,2 mil/V 0,03 mm/V 0,12 mil/V

Zu beachten ist weiterhin, daß die Lötstellen der Bauteile sowie die Bauteile gegebenenfalls nach der Montage der Flachbaugruppen lackiert werden können, um die Situation zu entschärfen. Planen Sie für Fertigungstoleranzen und Umgebungseinflüsse Sicherheiten ein!

2. Strombelastbarkeit von Leiterbahnbreiten

Wärmeableitung : Wenn Strom durch einen Leiter fließt, erwärmt er sich. Je größer der Strom, desto mehr erwärmt sich der Leiter. Die Wärme kann zu Schäden oder sogar Bränden führen, daher ist es wichtig zu berechnen, wie viel Wärme der Leiter abführen kann.
Leiterplatte und Material : Die Materialien, die für Leiterplatten verwendet werden, haben unterschiedliche Wärmeableitungseigenschaften. Zum Beispiel hat FR4 im Vergleich zu anderen Materialen eine unterschiedliche Wärmeableitungsfähigkeit. TG-wert spielt hier auch eine wichtige Rolle, mehr zu Thema hier
Breite des Leiters: Breitere Leiter haben eine bessere Stromtragfähigkeit und einen geringeren Widerstand, was die Wärmeverluste verringert. Deshalb können breitere Leiter größere Ströme tragen.
Temperaturkoeffizient des Widerstands: Wenn der Leiter erwärmt wird, erhöht sich sein Widerstand. Dies kann den Strom begrenzen, der durch ihn fließen kann.

Auch die nun folgende Tabelle enthält nur ungefähre Richtwerte. In die Strombelastbarkeit von Leiterbahnen geht eine große Anzahl von Faktoren ein. Die exakte Berechnung für den jeweiligen Fall ist sehr aufwendig. Die Angaben erfolgen ohne Gewähr! Die unten aufgeführten Werte gelten für "normale" mitteleuropäische Umweltbedingungen. Bei höheren Temperaturen gelten reduzierte zulässige Stromstärken. Denken Sie an die Wärmeabfuhr von der Leiterplatte! Nachfolgende Werte gelten für ca. 30 Grad Celsius. Beachten Sie die Strombelastbarkeit von "Durchsteigern", schalten Sie eventuell mehrere parallel! Planen Sie Fertigungstoleranzen und Umgebungseinflüsse als Sicherheiten ein! (Die Fertigungstoleranzen galvanischer Metallabscheidungs-Prozesse sind erheblich!)

Leiterbahnbreite (mm) Strombelastbarkeit bei 17,5 µm (A) Strombelastbarkeit bei 35 µm (A) Strombelastbarkeit bei 70 µm (A)
0,2 0,5 1 1,5
0,5 1,2 2 3,2
1 2 4 6,2
1,5 3 5 8,1
2 3,3 6 10
4 6 10 16
6 8,3 14 22
10 12 21 nicht sinnvoll

Wenn Ihnen die Strombelastbarkeit nicht ausreicht, legen Sie auf einer durchkontaktierten Leiterplatte auf beiden Ebenen Leiterbahnen übereinander.

Strombelastbarkeit von Durchkontaktierungen

Nicht aus dem verlieren sollte man die Strombelastbarkeit von Durchsteigern. Bohrungen in denen bedrahtete Bauteile eingelötet sind, werden ja durch die Anschlußdrähte der Bauteile elektrisch verstärkt, spielen also in diesem Zusammenhang keine Rolle. Besonders beachtet werden müssen jedoch die Durchsteiger, bei denen die elektrische Leitfähigkeit im wesentlichen durch die Hülse zustande kommt. Auch hierbei ist von erheblichen Fertigungstoleranzen bei dem galvanischen Aufbau der Hülse abhängig unter anderem vom Layout auszugehen.

Bohrungsdurchmesser (mm) Zulässiger Strom (A)
0,4 2,5
0,5 3,0
0,6 3,5
0,7 4
0,8 5