Leiterbahnimpedanz (Microstrip / Stripline)

Wellenwiderstand und Laufzeit von Microstrip und Stripline aus Permittivität, Dielektrikumhöhe, Leiterbahnbreite und Leiterdicke, einschließlich Gültigkeit der Näherung.

Wellenwiderstand Z₀
49.824
Effektive Permittivität ε_eff
2.7125
Laufzeit
5.49369ps/mm
Gesamtlaufzeit der Leiterbahn
549.369ps
W/H (W/B bei Stripline)
1.875
Innerhalb des Näherungsbereichs
Innerhalb des Bereichs

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Rechenbeispiel

Eingabe: Leitungstyp Microstrip (Außenlage), Relative Permittivität εr 4.3, Dielektrikumhöhe H (B bei Stripline) 1.6 mm, Leiterbahnbreite W 3 mm, Leiterdicke T 0.035 mm, Leiterbahnlänge 100 mm
Ergebnis: Wellenwiderstand Z₀ 49.824 Ω, Effektive Permittivität ε_eff 2.7125, Laufzeit 5.49369 ps/mm, Gesamtlaufzeit der Leiterbahn 549.369 ps, W/H (W/B bei Stripline) 1.875, Innerhalb des Näherungsbereichs: Innerhalb des Bereichs

Formel

Microstrip: Z₀ = 87 / √(εr + 1.41) · ln(5.98·H / (0.8·W + T)) (W/H = 0.1 bis 2)
Stripline: Z₀ = 60 / √εr · ln(4·B / (0.67π·(0.8·W + T))) (W < 0.35·B)
ε_eff = 0.475·εr + 0.67 (Microstrip), ε_eff = εr (Stripline)
t_pd = √ε_eff / c (≈ 85·√ε_eff ps/inch)

Erläuterung

Verwendet werden die Näherungen nach IPC-2141: Microstrip Z₀ = 87/√(εr+1.41)·ln(5.98H/(0.8W+T)) und Stripline Z₀ = 60/√εr·ln(4B/(0.67π(0.8W+T))). Mit den Beispielwerten (FR-4 εr 4.3, H 1.6 mm, W 3 mm) ergeben sich etwa 49.8 Ω, was der bekannten Regel entspricht, dass 50 Ω auf einer 1.6-mm-Platine eine 3-mm-Leiterbahn erfordern. Die Laufzeit verwendet für Microstrip ε_eff = 0.475εr + 0.67 und ergibt etwa 5.49 ps/mm (139 ps/inch).

PraxistippDies sind empirische Näherungen. Die Genauigkeit für Microstrip sinkt außerhalb von W/H 0.1 bis 2.0, und die Stripline-Formel gilt nicht mehr, sobald W 0.35·B überschreitet; der Rechner weist auf beides hin. Bestätigen Sie impedanzkontrollierte Serienentwürfe mit einem Feldlöser und der Lagenaufbautabelle Ihres Leiterplattenherstellers. Aus EMV-Sicht ist eine ununterbrochene Bezugsfläche unter der Leiterbahn wichtiger als der exakte Impedanzwert.

Häufige Fragen

Wie gebe ich eine Streifenleitung statt einer Mikrostreifenleitung ein?

Wählen Sie den Leitungstyp, dann εr und die Höhe: Bei Mikrostreifenleitungen ist H die Dielektrikumsdicke bis zur Bezugsebene, bei Streifenleitungen geben Sie B ein, den gesamten Abstand der beiden Ebenen. Ergänzen Sie Breite W, Kupferdicke T (0.035 mm ist typisch für 1 oz) und Länge. Beispiel Streifenleitung: εr 4.2, B 0.5 mm, W 0.12 mm, T 0.018 mm ergibt 62.1 Ω, mit W/B = 0.24 im gültigen Bereich.

Rechenbeispiel: Mikrostreifenleitung mit εr 4.0, H 0.2 mm, W 0.35 mm, T 0.035 mm, 50 mm lang?

Der Nennerterm ist 0.8·0.35 + 0.035 = 0.315 mm. Z₀ = 87/√(4.0 + 1.41)·ln(5.98·0.2/0.315) = 49.9 Ω. ε_eff = 0.475·4.0 + 0.67 = 2.57, die Laufzeit beträgt also √2.57/c = 5.35 ps/mm und für 50 mm 267.4 ps. W/H = 1.75 liegt im Bereich von 0.1 bis 2.

Wie empfindlich ist das Ergebnis, und wann kann ich ihm trauen?

Die Breite zählt am meisten. Auf einer 1.6 mm dicken FR-4-Leiterplatte (εr 4.3) ergibt eine 3 mm breite Leiterbahn 49.8 Ω, 3.5 mm ergeben 44.3 Ω, während eine Verdopplung von T von 0.035 auf 0.07 mm nur auf 49.3 Ω führt. Doch 3.5 mm ergibt W/H = 2.19, außerhalb von 0.1 bis 2, daher meldet das Tool einen großen Fehler. Lötstopplack und Ätztrapez bleiben unberücksichtigt.

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Ergebnisse und Zusammenfassungen dienen nur als Referenz. Verwenden Sie für Zertifizierungen und Prüfberichte den aktuellen Normtext und Daten kalibrierter Messgeräte. Zuletzt aktualisiert: 2026-11-04