パターンインピーダンス 計算ツール
マイクロストリップ・ストリップライン
Required Parameters
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Quick Answer
Microstrip impedance depends heavily on the trace width, dielectric height (prepreg/core thickness), and the substrate's dielectric constant (Er).
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Design Notes
This calculator uses IPC-2141 analytic approximations, which are excellent for sub-GHz designs. However, for precise multi-gigabit routing (PCIe, USB 3.0, DDR4), you must rely on 2D/3D field solvers (like Si9000 or built-in Altium/KiCad solvers) and work directly with your PCB manufacturer's controlled-impedance stackup. Prepreg thickness often shrinks during pressing; always let the fab house tweak your final trace width.
Common Mistakes
- 1
Not referencing a solid, continuous ground plane directly beneath the trace (routing over splits causes huge impedance discontinuities).
- 2
Ignoring the solder mask effect: Solder mask slightly lowers the impedance of an external microstrip by 2-3 ohms.
- 3
Using generic FR4 formulas for precise 5GHz+ RF feeds without accounting for the varying Er of woven glass weaves.
Engineering Handbox
1. Apply Microstrip: Z0 = (87 / √(4.4 + 1.41)) × ln((5.98 × 0.18) / (0.8 × 0.3 + 0.035)) 2. Z0 = 36.12 × ln(1.0764 / 0.275) 3. Z0 = 36.12 × 1.364 = 49.2 Ω
Knowledge Base
PCBパターンの標準インピーダンスは？
シングルエンド：50Ω。映像信号：75Ω。USB/HDMI/Ethernet差動：90Ω/100Ω。
マイクロストリップとストリップラインの違いは？
マイクロストリップ：外層に1つの基準面。ストリップライン：内層を2つのGND面で挟む。ストリップラインはEMI遮蔽に優れる。
FR4の誘電率は？
1MHzで約4.2〜4.8。高周波（1〜10GHz）では3.8〜4.2に低下。
フィールドソルバーは必要？
1GHz以下では解析式で十分。マルチギガビット信号（PCIe、USB3.0）では2Dソルバー推奨。
ソルダーレジストの影響は？
誘電体層が追加され、インピーダンスが約2〜3Ω低下します。
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