特性インピーダンス 表層（マイクロストリップ線路）

適用範囲

• 表層（マイクロストリップ）専用です。配線の下に1枚だけ基準面がある構造を想定しています。上下を基準面に挟まれた内層（ストリップライン）には使えません。
• IPC-2141 の近似式です。w/h が 0.1〜3.0 程度、εr が 1〜15 程度の範囲で数%の精度があります。極端に細い／太い配線では誤差が広がります。
• ソルダーレジストを考慮していません。レジストが乗ると実効誘電率が上がり、実際のインピーダンスは 1〜3Ω 下がります。レジストのない部分と乗る部分で値が変わる点にも注意してください。
• エッチング後の台形断面を考慮していません。実際の配線は上面が下面より細くなります（エッチファクタ）。これも数%の誤差要因です。

最終的な線幅は必ず基板メーカのフィールドソルバで確定させてください。この計算機は「その厚みでその線幅なら、だいたいこのくらい」を掴むためのものです。製造公差は ±10% が一般的で、±5% を求めると価格が上がります。

FR-4（εr = 4.3、銅箔 35µm）で 50Ω を狙う線幅

差動 100Ω は配線間隔 s を広げることで上がります。s を w の 2 倍程度まで離すと結合が弱まり、差動インピーダンスはシングルエンドの 2 倍に近づきます。

設計の勘所

• 誘電体厚みが効く。インピーダンスは h に対しておよそ対数で効きます。50Ω を確保したいのに h が薄すぎると、線幅を細くしても足りず、そもそも実現できないことがあります。スタックアップを決める段階で確認してください。
• 基準面は必ず連続させる。配線の真下にスリットや分割があると、この式の前提（一様な基準面）が崩れます。インピーダンスが跳ね上がり、リターン電流が迂回して EMI 源になります。
• 差動は「間隔」で決まる。差動インピーダンスは各配線のシングルエンド値と、ペア間の結合で決まります。ペアの間隔を配線の途中で変えると、その場所でインピーダンスが変わります。
• 銅箔厚も効く。2oz（70µm）にすると断面が増え、同じ線幅でインピーダンスは 2〜4Ω 下がります。電源層と信号層で銅箔厚が違う場合は取り違えないでください。