PCB-Via-Kapazität berechnen
Schätzen Sie die parasitäre Via-Kapazität, prüfen Sie den kapazitiven Blindwiderstand bei Ihrer Frequenz und untersuchen Sie die Empfindlichkeit gegenüber Pad, Antipad und gesamter PCB-Dicke.
Methode & Annahmen ↓02 · Ergebnis verstehen
Berechnen Sie die Schätzung, die Frequenzkurve und den Geometrievergleich.
Via-Geometrie · Draufsicht
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Querschnitt
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METHODE & QUELLEN
So funktioniert die Schätzung
TI SLLA284G, Gleichung 1, Seite 15 schätzt die Kapazität durchgehender Vias anhand der gesamten PCB-Dicke T, des Pad-Durchmessers D1, des Antipad-Durchmessers D2 und der relativen Permittivität εr.
C [pF] = (1,41/25,4) × εr × T [mm] × D1 / (D2 − D1)
|Xc| [Ω] = 1 / (2π × f [Hz] × C [F])
Die Quellgleichung verwendet Zoll. Durch Division ihres Koeffizienten durch 25,4 ergibt sich diese Millimeterform; D1 und D2 müssen dieselbe Einheit verwenden. T ist die gesamte PCB-Dicke, nicht der Abstand zur nächsten Referenzfläche.
Dies ist eine geometrische Näherung für durchgehende Vias, kein Parallelplattenmodell, Sackloch-Via-Modell, keine Summe über Flächen und keine Feldberechnung. Flächenanzahl, Lochdurchmesser und Durchmesser der leitenden Hülse sind keine zusätzlichen Eingaben.
Zulässig sind Abmessungen von 0,01–100 mm mit D2 größer als D1 sowie eine relative Permittivität von 1–30. Dies sind Eingabefilter der Anwendung, keine Fertigungsmöglichkeiten oder validierten Genauigkeitsgrenzen.
Die Frequenzeingabe akzeptiert Gleichstrom (0) oder 0,000001–10000 MHz. Die Kapazität bleibt bei Frequenzänderungen konstant; der Betrag des idealen kapazitiven Blindwiderstands ist 1/(2πfC). Bei Gleichstrom ist der ideale Kondensator ein Leerlauf.
Kleine Abstände zwischen Pad und Antipad machen die Formel besonders empfindlich gegenüber Maßtoleranzen. Die alternativen Geometrien veranschaulichen nur diese Empfindlichkeit; sie belegen keine Fertigbarkeit.
Verluste, Kopplung, Induktivität und Resonanz werden nicht berechnet. Die Kurve mit konstantem C sagt weder Einfügedämpfung noch nutzbare Bandbreite oder das Verhalten eines vollständigen Via-Übergangs voraus.
Rechenbeispiel: Pad, Antipad und Kapazität →
Veröffentlicht von HilPCB · Methode geprüft am 8. November 2026
HÄUFIGE FRAGEN
Fragen zur Kapazität von PCB-Durchkontaktierungen
Ändert die Frequenz die Kapazität?
Nein. Geometrie und relative Permittivität bestimmen die Kapazität in dieser Näherung. Die Frequenz verändert den Betrag des idealen Blindwiderstands, der mit steigender Frequenz abnimmt. Reale dielektrische Eigenschaften können frequenzabhängig sein.
Ist T der Abstand zur nächsten Referenzfläche?
Nein. T ist in der TI-Näherung für ein durchgehendes Via die gesamte PCB-Dicke. Wird stattdessen der Abstand zu einer nahen Fläche eingesetzt, ändert sich die Bedeutung der Gleichung.
Was bedeuten D1 und D2?
D1 ist der Via-Pad-Durchmesser. D2 ist der Freistellungs- oder Antipad-Durchmesser in den Referenzflächen. Lochdurchmesser und Durchmesser der leitenden Hülse sind keine separaten Modelleingaben.
Kann ich dies für Sackloch-Vias verwenden oder Lagenkapazitäten addieren?
Dieses Werkzeug setzt die veröffentlichte Näherung für durchgehende Vias um. Es modelliert keine Sackloch-Vias und summiert keine einzelnen Flächenbeiträge. Verwenden Sie dafür ein zum tatsächlichen Lagenaufbau passendes Modell.
Sind die alternativen Geometrien Fertigungsempfehlungen?
Nein. Die Alternativen zeigen die Empfindlichkeit bei Änderung jeweils einer Abmessung. Klären Sie Restringe, Bohrtoleranzen, Abstände und Anforderungen an den Lagenaufbau mit Ihrem Fertiger.
Was bedeutet Leerlauf bei Gleichstrom?
Durch einen idealen Kondensator fließt kein stationärer Gleichstrom. Der Rechner zeigt Leerlauf statt eines endlichen Blindwiderstands. Reale Leckströme und dielektrische Verluste werden nicht berechnet.