Eine innenliegende Leiterbahn muss zweieinhalbmal breiter sein

Dreifacher Strom verlangt viereinhalbfache Breite

Der Zusammenhang ist nicht proportional. Von einem auf drei Ampere steigt die nötige Breite von 0,300 auf 1,367 Millimeter, Faktor 4,55, denn die erzeugte Wärme wächst mit dem Quadrat des Stroms, die Kühlung nur mit der Breite. Die Kupferdicke zu verdoppeln ist der billigere Hebel, wo er verfügbar ist: Zwei-Unzen-Kupfer halbiert die nötige Breite exakt, denn der Querschnitt trägt den Strom, und er lässt sich in der Dicke ebenso kaufen wie in der Breite. Auf einer engen Platine entscheidet dieser Handel oft zwischen dem Routen einer Versorgungsleitung und dem Neuentwurf des Layouts.

Die Erwärmung ist ein Budget, keine Grenze

Zwanzig statt zehn Grad Erwärmung zuzulassen kürzt die nötige Breite um ein Drittel auf 0,197 Millimeter — das sieht nach geschenktem Platz aus, bis man fragt, woher diese Grade kommen. Die Erwärmung addiert sich zu dem, was die Platine ohnehin hat: Eine Bahn, die zwanzig Grad heiß läuft, liegt in einem Gehäuse mit schon sechzig Grad bei achtzig, und jedes Bauteil daneben ist entsprechend wärmer. Zehn Grad sind der übliche Vorgabewert, weil sie Raum für den Rest des Wärmebudgets lassen, und mehr zu wählen ist eine Entscheidung über das ganze Gehäuse, nicht über eine Bahn.

Häufige Fragen

Was bedeutet Ein-Unzen-Kupfer?

Es ist eine Dicke, ausgedrückt als Gewicht je Fläche: eine Unze Kupfer gleichmäßig über einen Quadratfuß verteilt, was rund 35 Mikrometer ergibt. Die Einheit stammt aus der Zeit imperialer Maße und hielt sich, weil Hersteller sie angeben; eine sonst durchweg in Millimetern spezifizierte Platine hat ihr Kupfer weiterhin in Unzen beschrieben. Zwei Unzen sind doppelt so dick, eine halbe Unze halb so dick. Da die Strombelastbarkeit vom Querschnitt abhängt, erlaubt erst die Dicke, eine Breite in eine Fläche umzurechnen, und eine Breite ohne Kupferauflage lässt die Spezifikation unvollständig.

Ist die Breite das Einzige, was zählt?

Nein — die Länge entscheidet über den unterwegs verlorenen Spannungsanteil, und eine Bahn, die breit genug ist, um nicht zu überhitzen, kann für ihren Spannungsabfall immer noch zu dünn sein. Ein langer schmaler Weg zu einer empfindlichen Analogversorgung muss womöglich wegen der Spannung verbreitert werden und nicht wegen der Temperatur, und beide Randbedingungen liefern verschiedene Antworten. Durchkontaktierungen sind die andere häufige Überraschung: Eine einzelne Via führt weit weniger Strom als die Bahn, die sie verbindet, sodass eine breite Leistungsbahn beim Lagenwechsel meist mehrere nebeneinander braucht und nicht eine.