PCB-Via-Rechner
Berechnen Sie den zulässigen Dauerstrom für eine parallele Via-Gruppe aus Geometrie, thermischer Umgebung und angefordertem Temperaturanstieg.
Elektrische und thermische Parameter
Durchgangsöffnung über die gesamte Plattendicke.
Verwenden Sie eine Simulation, eine Messung oder eine vom Hersteller validierte Regel, die Ebenen und angrenzendes Kupfer enthält.
Koaxiale Approximation erster Ordnung für die Via-Gruppe. Verwenden Sie das tatsächliche Stack-up-Antipad und εr; validieren Sie schnelle Links durch EM-Extraktion.
Elektrisch über Querschnitt
Elektrothermisches Modell
Der Weg ist ein Durchlauf. Geben Sie die tatsächliche fertige leitfähige Länge anstelle der nominalen Schichtzahl ein.
Elektrische Ergebnisse
Hochfrequenzergebnisse
Wärmeverträglichkeit
IPC / Herstellervalidierung erforderlich
Ein grüner Status bestätigt nur die Kompatibilität mit eingegebenen Grenzwerten; es handelt sich nicht um IPC-Compliance oder Fertigungsqualifikation.
Kontinuierliche Betrieb Vordimensionierung Schätzung. Thermischer Widerstand muss die Via-Gruppe, nahegelegenes Kupfer, Flugzeuge, tatsächliche Stapelung und Kühlung darstellen. Überprüfen Sie IPC-2221, IPC-6012 und Herstellerregeln, bevor Sie zulässige Strom-, Temperaturanstiegs-, Zuverlässigkeits- oder Fertigungsbeschränkungen genehmigen. Die LC-Größen verwenden ein koaxiales Modell erster Ordnung: Sie leiten die Vordimensionierung, ersetzen jedoch keine tatsächlichen Antipads, Stubs oder 3D-Elektromagnetische Simulation.
PCB-Herstellungsleitfaden
Wählen und vordimensionieren Sie ein Via, ohne HDI-Einschränkungen zu verbergen
Ein Via ist sowohl eine elektrische Verbindung als auch ein Herstellungsvorgang. Sein Typ bestimmt den Prozess; plattierte Länge, fertiger Bohrer, Barrelkupfer, parallele Pfade, Antipad und thermische Umgebung bestimmen seinen Verlust und sein Hochfrequenzverhalten.
Methode und Annahmen
Das Werkzeug berechnet den plattierten Wegwiderstand aus seiner Länge, dem fertigen Bohrer und dem Laufkupfer. Es wendet den temperaturabhängigen Widerstand des Kupfers an und löst dann den Strom, der den gewünschten maximalen Anstieg erreicht, ohne das erlaubte Maximum über die Temperatur zu überschreiten. Für Hochfrequenz verwendet es eine koaxiale Approximation erster Ordnung von Antipad, εr und Länge, um C, L, Resonanz und Impedanz zu schätzen - nicht als Ersatz für die EM-Extraktion.
Zu prüfende Eingaben
Über Typ und tatsächliche plattierte Länge
Der via-Typ zeigt Prozessbeschränkungen an, aber die elektrische Berechnung benötigt die tatsächliche fertige Länge, die von Kupfer zurückgelegt wird. Geben Sie für eine gestapelte Mikrovia die Summe der Stufenlängen und deren Anzahl ein, um die Tiefe pro Übergang zu visualisieren.
Fertige Dimensionen, nicht CAD-Dimensionen allein
Verwenden Sie den fertigen Bohrer und das fertige Laufkupfer, die vom Hersteller angegeben sind. Werkzeugdurchmesser vor dem Plattieren und Ablegen von Barrelkupfer variieren von einem Prozess zum anderen und ändern direkt die Leiterfläche.
Elektrische Verbindung zwischen zwei Schichten
Das Werkzeug stellt eine elektrische Verbindung zwischen zwei Schichten dar. Die tatsächliche plattierte Länge bleibt die Größe, die die elektrischen, thermischen und hochfrequenten Modelle, einschließlich eines Durchgangsstutzens, bestimmt.
Antipad, εr und Frequenz
Für LC-Werte ist der reale lichte Durchmesser in der Bezugsebene und die Dielektrizitätskonstante des Lagenaufbaus zu verwenden. Angezeigte Reaktanz ist für das lumped RLC Modell bei der Analysefrequenz; es ist kein S-Parameter für das komplette via.
Zielanstieg, parallele Pfade und thermischer Widerstand
Geben Sie keinen Strom ein: Das Werkzeug berechnet den zulässigen Dauerstrom bei der Zieltemperaturerhöhung. Zählen Sie als parallel nur Pfade symmetrisch zugeführt. Geben Sie einen thermischen Widerstand ein, der die vollständige Via-Gruppe, Pads, Ebenen, Lagenaufbau und Kühlung darstellt; er kann nicht allein aus der Bohrergeometrie abgeleitet werden.
Empfohlene Vorgehensweise
- 1Wählen Sie den Via-Modus und nehmen Sie dann die fertige leitfähige Länge, Bohrer und Barrel-Kupfer aus der Stack-up- und DFM-Dokumentation des Herstellers.
- 2Geben Sie Pfade ein, die tatsächlich den Strom, die Umgebungstemperatur, den maximalen Zielanstieg und die erlaubte maximale Temperatur teilen. Das Werkzeug leitet einen zulässigen Dauerstrom ab.
- 3Geben Sie Antipad, εr und Frequenz ein, um Kapazität, Induktivität, Resonanz und Reaktanz in einen Kontext zu stellen, und bestätigen Sie dann schnelle Verbindungen durch Analyse oder Testen.
Lesebeispiel
Für eine 1 mm plattierte Länge, 0,30 mm fertigen Bohrer und 25 μm Barrel Kupfer, 20 °C Widerstand ist etwa 0,675 mΩ. Mit einem Gruppenwärmewiderstand von 100 °C/W und einem Zielanstieg von 10 °C berechnet das Werkzeug den Strom, der die Gruppe zu diesem Anstieg bringt. Ändern Sie diesen Widerstand, um Ihr tatsächliches Kupfer und Ihre Kühlung widerzuspiegeln.
Was die Berechnung nicht validiert
Das Modell leitet keinen thermischen Widerstand aus der Via-Geometrie ab und kennt weder Bohrprofil, Kupferfüllung, Laminierzyklen noch Zuverlässigkeitscoupons. Grün bedeutet nur, dass die eingegebenen thermischen Grenzwerte miteinander kompatibel sind; es zertifiziert keine IPC-Konformität oder Fertigungsfähigkeit. LC-Werte sind eine vereinfachte Approximation: Sie modellieren nicht zuverlässig Stubs, Rückstrom, nicht kreisförmige Antipads, Diskontinuitäten, dielektrische Verluste oder S-Parameter. Diese Fälle erfordern einen 3D-EM-Solver oder eine Messung.
Häufige Fragen
Was sollte ich auf eine gestapelte Microvia überprüfen?
Gestapelte Vias ermöglichen kompakte Verbindungen, erfordern aber häufig kontrolliertes Füllen und Verkappen. Prüfen Sie HDI-Regeln, Laminierzyklen, Zuverlässigkeitsziele und die Möglichkeiten des Herstellers.
Kann ich einen generischen thermischen Widerstand verwenden?
Nur für sehr frühen Optionsvergleich. Thermischer Widerstand variiert stark mit Kupferebenen, über Dichte, PCB-Dicke und Materialien, Luftstrom und nahe gelegene Wärmequellen. Verwenden Sie für eine aktuelle Entscheidung einen simulierten, gemessenen oder vom Hersteller bereitgestellten Wert.
Ist der angezeigte Maximalstrom eine Fertigungsspezifikation?
Nein. Es ist der Punkt, an dem das Modell Ihren Zieltemperaturanstieg mit dem eingegebenen Wärmewiderstand erreicht und dabei die zulässige Maximaltemperatur respektiert. Es ist eine kontinuierliche Konstruktionsreferenz; eine Produktionsgrenze erfordert immer noch Herstellerregeln und für eine kritische Funktion eine thermische und Zuverlässigkeitsvalidierung.
Ist die berechnete Impedanz genug für eine schnelle Verbindung?
Nein. Es gibt einen Trend aus einer vereinfachten koaxialen Geometrie. Ein wirklich schneller Übergang beinhaltet Pads, Antipads, Stubs, Rückstrom und Kopplung: Überprüfen Sie es mit S-Parametern, 3D-Simulation oder einem Messcoupon.
Weiterführende Quellen
- IPC-2152, Anleitung zur Stromkapazität und Temperaturerhöhung von Leiterplattenleitern; ergänzen Sie es mit der realen thermischen Umgebung.
- IPC-2221, allgemeine Anforderungen an das Design von Leiterplatten, einschließlich Bohr-, Pad- und Ringringprinzipien.
- IPC-6012 und IPC-6013, Leistungs- und Qualifizierungsspezifikationen für starre und starre Flexplatten, ergänzt durch Fertigungsfähigkeiten.
- Stack-up, DFM-Guide und HDI-Regeln des ausgewählten Herstellers: Sie haben immer Vorrang vor einer generischen Regel.
- Technische Hinweise von Analog Devices und Texas Instruments zu parasitären Via-Effekten und Hochfrequenz-Diskontinuitäten; ergänzen Sie diese durch eine EM-Extraktion des tatsächlichen Lagenaufbaus.
Eigene Lerninhalte, zuletzt am 14. September 2026 auf technische Klarheit geprüft. Prüfen Sie vor Inbetriebnahme oder Fertigung stets Datenblätter, geltende Normen und Ihren Entwurf.