在多層PCB設(shè)計(jì)中,銅箔厚度(即“銅厚”)是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),直接關(guān)系到電氣性能、導(dǎo)熱能力、機(jī)械強(qiáng)度和制造成本。特別是在四層板中,如果銅厚選型不當(dāng),可能會引發(fā)一系列潛在問題,影響產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性。
1. 電流承載能力不足,燒毀風(fēng)險(xiǎn)高
銅厚決定了PCB導(dǎo)線的電流承載能力。若選用的銅厚偏薄,導(dǎo)線寬度又未相應(yīng)放寬,實(shí)際工作電流超出其承載能力時(shí),容易造成線路發(fā)熱,嚴(yán)重時(shí)可能燒斷電路,特別是在電源層或高功率走線區(qū)域更容易出問題。
2. 阻抗不穩(wěn)定,影響高速信號完整性
在高速數(shù)字電路中,阻抗匹配對信號完整性至關(guān)重要。銅厚變化會影響微帶線或帶狀線的特性阻抗。例如,銅厚加厚但線寬未做調(diào)整,會導(dǎo)致阻抗下降,進(jìn)而引發(fā)信號反射、串?dāng)_或數(shù)據(jù)誤碼,影響系統(tǒng)性能。
3. 散熱能力不足,影響器件壽命
銅厚較薄時(shí),散熱能力有限,尤其是在功率器件密集區(qū)域,熱量無法及時(shí)傳導(dǎo)出去,會造成局部過熱。這不僅可能影響元件穩(wěn)定工作,還會加速老化,縮短使用壽命。
4. 加工困難,良率下降
銅厚太厚雖能增強(qiáng)導(dǎo)電性和散熱性,但在實(shí)際制造中會帶來蝕刻難度,容易出現(xiàn)線寬線距控制不準(zhǔn)、短路或斷路等問題;鉆孔時(shí)也更易造成孔壁損傷,影響通孔可靠性,特別是在小孔徑高密度布線中影響更明顯。
5. 成本失控,性價(jià)比降低
銅厚越大,板材成本越高,加工難度也隨之上升。如果實(shí)際應(yīng)用并不需要大電流或高導(dǎo)熱,盲目選用較厚銅箔反而造成資源浪費(fèi),產(chǎn)品成本上升卻性能冗余,降低整體性價(jià)比。
如何選對銅厚?
通常,標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)層銅厚為0.5 oz(約17.5μm),外層為1 oz(約35μm),在電源板或大電流場景下可考慮2 oz或更厚。但在設(shè)計(jì)初期,應(yīng)結(jié)合電流大小、散熱需求、信號頻率、加工工藝等因素,綜合評估再做選擇,同時(shí)配合適當(dāng)?shù)淖呔€寬度和疊層設(shè)計(jì)。
結(jié)語
銅厚雖是微小參數(shù),卻影響深遠(yuǎn)。選錯(cuò)銅厚,不僅影響電路板性能,甚至可能造成產(chǎn)品失效。因此,在四層板設(shè)計(jì)中,必須科學(xué)選擇銅厚,避免因小失大