在多层PCB设计中,铜箔厚度(即“铜厚”)是一个关键参数,直接关系到电气性能、导热能力、机械强度和制造成本。特别是在四层板中,如果铜厚选型不当,可能会引发一系列潜在问题,影响产品稳定性和可靠性。
1. 电流承载能力不足,烧毁风险高
铜厚决定了PCB导线的电流承载能力。若选用的铜厚偏薄,导线宽度又未相应放宽,实际工作电流超出其承载能力时,容易造成线路发热,严重时可能烧断电路,特别是在电源层或高功率走线区域更容易出问题。
2. 阻抗不稳定,影响高速信号完整性
在高速数字电路中,阻抗匹配对信号完整性至关重要。铜厚变化会影响微带线或带状线的特性阻抗。例如,铜厚加厚但线宽未做调整,会导致阻抗下降,进而引发信号反射、串扰或数据误码,影响系统性能。
3. 散热能力不足,影响器件寿命
铜厚较薄时,散热能力有限,尤其是在功率器件密集区域,热量无法及时传导出去,会造成局部过热。这不仅可能影响元件稳定工作,还会加速老化,缩短使用寿命。
4. 加工困难,良率下降
铜厚太厚虽能增强导电性和散热性,但在实际制造中会带来蚀刻难度,容易出现线宽线距控制不准、短路或断路等问题;钻孔时也更易造成孔壁损伤,影响通孔可靠性,特别是在小孔径高密度布线中影响更明显。
5. 成本失控,性价比降低
铜厚越大,板材成本越高,加工难度也随之上升。如果实际应用并不需要大电流或高导热,盲目选用较厚铜箔反而造成资源浪费,产品成本上升却性能冗余,降低整体性价比。
如何选对铜厚?
通常,标准内层铜厚为0.5 oz(约17.5μm),外层为1 oz(约35μm),在电源板或大电流场景下可考虑2 oz或更厚。但在设计初期,应结合电流大小、散热需求、信号频率、加工工艺等因素,综合评估再做选择,同时配合适当的走线宽度和叠层设计。
结语
铜厚虽是微小参数,却影响深远。选错铜厚,不仅影响电路板性能,甚至可能造成产品失效。因此,在四层板设计中,必须科学选择铜厚,避免因小失大