PCB 配線のインピーダンス(マイクロストリップ・ストリップライン)
比誘電率、誘電体の厚さ、配線幅、導体の厚さから、マイクロストリップとストリップラインの特性インピーダンスと伝搬遅延を計算します。近似式の適用範囲も併せて示します。
計算例
入力: 配線の種類 マイクロストリップ(表層), 比誘電率 εr 4.3, 誘電体の厚さ H(ストリップラインは B) 1.6 mm, 配線幅 W 3 mm, 導体の厚さ T 0.035 mm, 配線長 100 mm
結果: 特性インピーダンス Z₀ 49.824 Ω, 実効誘電率 ε_eff 2.7125, 伝搬遅延 5.49369 ps/mm, 配線全体の遅延 549.369 ps, W/H(ストリップラインは W/B) 1.875, 近似式の適用範囲: 範囲内
結果: 特性インピーダンス Z₀ 49.824 Ω, 実効誘電率 ε_eff 2.7125, 伝搬遅延 5.49369 ps/mm, 配線全体の遅延 549.369 ps, W/H(ストリップラインは W/B) 1.875, 近似式の適用範囲: 範囲内
計算式
マイクロストリップ: Z₀ = 87 / √(εr + 1.41) · ln(5.98·H / (0.8·W + T)) (W/H = 0.1〜2)
ストリップライン: Z₀ = 60 / √εr · ln(4·B / (0.67π·(0.8·W + T))) (W < 0.35·B)
ε_eff = 0.475·εr + 0.67(マイクロストリップ)、ε_eff = εr(ストリップライン)
t_pd = √ε_eff / c (≈ 85·√ε_eff ps/inch)
解説
IPC-2141 の近似式を使います。マイクロストリップは Z₀ = 87/√(εr+1.41)·ln(5.98H/(0.8W+T))、ストリップラインは Z₀ = 60/√εr·ln(4B/(0.67π(0.8W+T))) です。例の値(FR-4 εr 4.3、H 1.6 mm、W 3 mm)では約 49.8 Ω となり、「1.6 mm 基板で 50 Ω なら配線幅 3 mm」という現場の経験則と一致します。伝搬遅延はマイクロストリップで ε_eff = 0.475εr + 0.67 を用い、約 5.49 ps/mm(139 ps/inch)です。
実務のヒントこれらは経験的な近似式です。マイクロストリップは W/H が 0.1〜2.0 を外れると精度が落ち、ストリップラインは W が 0.35·B を超えると成り立ちません。どちらも計算ツールが知らせます。量産設計のインピーダンス制御は、フィールドソルバと基板メーカーの積層構成表で確定してください。EMC の観点では、インピーダンスの値そのものより、配線の下の基準面が途切れないことのほうが重要です。
関連する計算ツール
計算結果と要約は参考情報です。認証や試験成績書には、最新の規格原文と校正済み機器の値を使用してください。 最終更新: 2026-10-10