Rund um die Leiterplatten

Weitere Informationen zur Dimensionierung von Leiterbahnen


    Fließt ein Strom durch eine Leiterbahn, wird diese mehr oder weniger stark erwärmt. Diese Wärme verteilt sich wie folgt:

  • Die Wärmeleitung erfolgt innerhalb des Leiters und hängt somit von dessen Querschnitt ab.
  • Bei der Wärmekonvektion wird die Umgebungsluft erwärmt. Diese kann mittels Ventilator durch kühle Luft ersetzt werden.
  • Die Wärmestrahlung (Infrarot) erwärmt einen entfernt liegenden Körper, ohne dass der dazwischenliegende Raum sich erwärmt (Beispiel: Sonne - Weltraum - Erde)

  • Alle diese drei Größen werden auf unterschiedlichste Weise behandelt, wobei der Wärmeleitung eine zentrale Rolle zu kommt. Sie sorgt an erster Stelle, dass die Wärme von der Wärmequelle schnell wegtransportiert bzw. großflächig verteilt wird.
    Dieser Wärmetransport geschieht nicht nur im Leiter, sondern auch über die Leiterplatte selbst. Hier ist die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Materials (z.B. FR4 etc.) von Bedeutung.

  • Empirische Messungen zeigten, dass es kaum Unterschiede zwischen Leiterbahnen auf der Oberfläche und solchen zwischen zwei Lagen gibt!
  • (siehe auch: http://wiki.fed.de/index.php/Liste_Strombelastbarkeit)

    Die Wärmeleitung lässt sich auch mittels Wärmewiderstände anschaulich darstellen. Dabei werden auch die übergänge von einem zum anderen Material in Form von Widerständen dargestellt.


    Der Einfluss von Durchkontaktierungen auf die Wärmeableitung ist messtechnisch nur mit relativ hohem Aufwand (z.B. IR-Kamera) zu erfassen.

    Prinzipiell kann man sich an folgenden Faustregeln orientieren:
  • Durchkontaktierungen möglichst nahe an der Wärmequelle.
  • Möglichst viele Durchkontaktierungen (> 10).
  • Durchkontaktierungen mit Lot füllen. Das erhöht deren thermische Festigkeit.


Berechnen Sie die Temperaturerhöhung einer Leiterbahn.
Dauerstrom-Belastbarkeit von Leiterbahnen (nach Brooks (mod. von O. Betz))

Bild mit relevanten Gr��en zur Berechnung der Belastbarkeit
Bitte beachten Sie!
Die ermittelten Ergebnisse sind Näherungswerte. Sie gelten außerdem nur für ideale Umweltbedingungen wie z.B.
  • optimale Konvektion
  • trockene Oberfläche
  • keine weiteren Wärmequellen
  • kein Lötstopplack
  • 1,5 mm Platinenstärke
  • für Innenlagen gilt 0,9 Imax
Welche Größe suchen Sie?
Temperaturerhöhung Kupferstärke
maximaler Strom Leiterbahnbreite

Leiterbahnbreite: mm Leiterbahnlänge: mm
Kupferstärke: Leiterbahnwiderstand:
max. Strombelastung: A Spannungsabfall: mV
Temperaturerhöhung: °K

 

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