埋铜块PCB，是在普通PCB层压结构中嵌入具有较高导热能力的铜块，使功率器件产生的热量通过铜块快速传导到PCB另一侧、散热器或其他散热结构。与单纯依靠铜箔、导热过孔散热相比，铜块具有更大的导热截面积，能够缩短热传导路径，因此常用于新能源汽车、服务器电源、功率模块、工业控制等高功率密度电子设备。其制造难点主要集中在铜块与PCB基材结合、填胶、压合、平整度、尺寸公差以及长期热循环可靠性。

一、行业背景：为什么PCB里面要“埋一块铜”？

电子设备功率密度不断提高以后，PCB面临的一个重要问题就是散热。

MOSFET、IGBT、电源管理芯片以及其他功率器件工作时都会产生热量。如果热量不能及时从器件附近传导出去，局部结温和PCB温度就会升高。

传统PCB主要依靠几种方式散热：

增加线路铜厚；

扩大铺铜面积；

增加导热过孔；

采用金属基板；

增加外部散热器。

这些方法各有适用场景。

但当功率器件热流密度进一步提高以后，仅仅依靠普通铜箔和导热过孔，可能难以满足局部快速导热需求。

原因并不复杂。

PCB铜箔虽然导热性能较好，但厚度通常有限；导热过孔能够把热量从PCB一面传向另一面，但真正参与导热的是孔壁铜层，单个过孔的有效导热截面积仍然有限。

如果在发热器件下方直接嵌入一块实体铜，就可以建立一条截面积更大的垂直导热通道。

这就是埋铜块PCB出现的重要原因。

它解决的核心问题并不是“让整块PCB都变成金属基板”，而是在真正需要散热的位置建立局部高效导热路径。

二、什么是埋铜块PCB？

2.1 埋铜块PCB的基本结构是什么？

埋铜块PCB通常是指在PCB内部预先设计特定区域，将加工好的铜块嵌入板内，并通过压合、填胶等制造工艺，使铜块与PCB形成相对完整的结构。

从截面上可以简单理解为：

普通PCB区域 + 局部实体铜块 + 树脂/介质结合区域。

铜块可以根据设计位于功率器件下方，也可以贯穿部分或接近整个PCB厚度，具体结构取决于散热路径和电气设计。

其目的通常是让热量按照以下路径传递：

功率器件 → 焊盘/铜面 → 铜块 → PCB背面或散热结构。

相比热量先在薄铜箔中横向扩散，再通过大量导热过孔向下传递，铜块可以提供更加直接的垂直导热路径。

2.2 为什么铜适合做这种结构？

铜具有较高的导热能力，同时也是PCB本身大量使用的导电材料。

从基本热传导关系可以理解埋铜块的价值：

Q = kAΔT / L

其中：

Q代表一定条件下的热传导能力；

k代表材料导热系数；

A代表导热截面积；

ΔT代表两端温差；

L代表热传导路径长度。

对于PCB散热设计而言，在材料和其他条件相近时，增加有效导热截面积A、缩短传热路径L，都有利于降低热阻。

实体铜块的优势就在于：

相比普通孔壁铜，它可以提供更大的导热截面积；

相比热量在PCB内部绕行，它可以建立更直接的传热路径。

因此，埋铜块本质上是一种针对局部高热流密度区域的PCB热管理方案。

三、埋铜块PCB和普通导热过孔有什么区别？

3.1 导热过孔：利用多个金属化孔建立垂直热通道

普通PCB中最常见的散热方法之一，是在功率器件焊盘下方设计多个导热过孔，也就是Thermal Via。

热量通过焊盘进入孔壁铜，再传递至PCB另一面的大面积铜皮或散热区域。

这种方案工艺成熟，而且可以通过增加过孔数量改善导热效果。

对于中等功率密度项目，导热过孔通常已经能够满足设计需求。

3.2 埋铜块：直接增加实体导热截面积

当热流密度较高时，设计人员可能需要在有限区域内获得更强的垂直导热能力。

此时继续增加导热过孔数量，会受到焊盘面积、孔径、孔间距以及布线空间限制。

铜块则可以在指定区域形成更大的连续金属截面。

因此，两种方案并不是简单的“谁更先进”。

更合理的理解是：

普通散热需求，可以优先考虑铺铜和导热过孔；

局部热流密度明显提高时，可以进一步评估埋铜块；

如果整板都存在较高散热需求，还可能需要考虑铝基板、铜基板、陶瓷基板或其他热管理方案。

PCB热设计的关键是选择与实际热源分布相匹配的结构，而不是所有高功率产品都使用同一种方案。

四、埋铜块PCB和厚铜PCB有什么区别？

这两个概念很容易混淆。

厚铜PCB主要是增加线路铜箔厚度，例如2oz、3oz、4oz甚至更高，使PCB获得更大的导电截面积。

它的主要价值通常包括：

提高载流能力；

降低线路电阻；

降低大电流路径温升；

改善一定程度的平面热扩散能力。

而埋铜块PCB是在局部位置加入实体铜块。

它更强调垂直方向或指定路径的高效导热。

因此可以简单理解为：

厚铜主要解决“线路怎么承载更大的电流”；

埋铜块主要解决“局部热量怎么更快传出去”。

当然，两种工艺也可以同时存在。

例如新能源汽车功率控制PCB可能采用多层厚铜线路承担大电流，同时在MOSFET等高发热器件下方增加铜块，把热量快速传导到散热器。

这类“厚铜+埋铜块”的组合结构，对PCB制造能力的要求也会明显提高。

五、埋铜块PCB是怎么制造出来的？

5.1 第一步：根据热源设计铜块位置

埋铜块不是生产过程中随意增加的一块铜。

它首先需要在PCB设计阶段确定位置、尺寸、厚度以及与周围线路的关系。

通常需要考虑：

功率器件位置；

主要热源区域；

目标散热方向；

PCB总板厚；

铜块尺寸；

铜块与线路之间的安全距离；

铜块是否同时承担电气功能。

如果铜块只用于散热，其设计逻辑与同时承担导电功能的结构并不完全相同。

因此，设计阶段需要先明确铜块到底“只导热”还是“导热+导电”。

5.2 第二步：对PCB材料和铜块进行对应加工

PCB芯板或相应材料需要预留与铜块匹配的区域。

铜块本身也需要按照设计尺寸加工。

这里的难点之一就是尺寸配合。

如果预留区域过大，铜块与PCB之间的间隙增加，需要更多树脂进行填充；

如果间隙过小，又可能增加装配、定位和压合难度。

因此，铜块尺寸、PCB开槽尺寸以及制造公差需要形成合理配合。

5.3 第三步：铜块定位与压合

铜块放入指定区域以后，需要与芯板、PP以及其他铜层一起完成后续压合。

这是埋铜块PCB制造中的关键环节。

PCB中的FR-4与铜属于不同材料，两者在表面状态、热膨胀特性和机械特性上存在明显差异。

压合过程中既要保证铜块位置稳定，又需要让周围树脂充分填充铜块与基材之间的空间。

如果填胶不足，可能出现局部空洞。

如果铜块发生位移，则可能影响后续钻孔、线路或器件焊盘位置。

因此，埋铜块PCB对定位、填胶和压合控制要求较高。

六、埋铜块PCB最难控制的工艺问题是什么？

6.1 铜块周围填胶不足

这是埋铜块结构需要重点关注的问题之一。

铜块与PCB基材之间存在结构边界，需要树脂在压合过程中充分填充相关间隙。

如果树脂量不足或者流动条件不合适，铜块边缘就可能形成空洞或填胶不足。

因此，工程人员需要根据：

铜块尺寸；

铜块厚度；

周围铜分布；

PP树脂含量；

PCB整体叠层；

压合条件。

综合设计填胶方案。

不能简单把普通多层PCB的压合参数直接套用到埋铜块结构上。

6.2 铜与FR-4的热膨胀差异

埋铜块PCB本质上是把较大尺寸的金属实体与树脂基材料组合在一起。

当PCB经历回流焊、工作温升或者环境冷热循环时，不同材料会产生不同程度的尺寸变化。

如果结构设计和结合状态不合理，铜块周边区域可能形成热机械应力。

长期循环后，需要关注界面结合、分层以及周边结构的可靠性。

所以，埋铜块PCB不能只验证初始散热效果，还应该根据应用要求关注长期热可靠性。

6.3 铜块与板面平整度

如果铜块需要接近或直接形成PCB表面的一部分，平整度就会变得非常重要。

例如功率器件需要焊接在铜块对应区域时，如果局部高度差过大，就可能影响焊膏印刷、器件贴装以及焊接质量。

因此，铜块厚度公差、压合后的板厚以及后续表面加工都需要进行控制。

七、埋铜块PCB主要应用在哪些场景？

7.1 新能源汽车功率电子

新能源汽车中的电源转换、电机控制以及其他功率电子模块具有较高功率密度。

MOSFET等功率器件在工作过程中会产生明显热量。

如果PCB局部热量无法快速传递出去，就可能导致器件温度升高。

在合适的结构中，可以通过埋铜块建立器件到散热结构之间更加直接的热通道。

7.2 AI服务器和数据中心电源

AI服务器中的GPU和其他高性能计算器件对供电能力提出较高要求，同时带来明显的功耗和散热压力。

需要注意的是，埋铜块并不是主要用来解决PCIe、SerDes等高速信号问题，而更多用于功率、电源和局部高热流密度区域。

高速信号部分更关注低损耗材料、阻抗、插损、Via Stub和信号完整性。

电源和功率区域则更加关注厚铜、大电流、低阻和散热。

当两类需求同时存在于复杂多层PCB中时，对线路板厂家的综合制造能力要求会更高。

7.3 工业控制和机器人

伺服驱动器、电机控制器、工业电源以及机器人动力系统通常存在持续大电流和功率器件发热。

这类设备又往往要求长期连续运行，因此热管理不仅影响短期性能，也会影响长期可靠性。

埋铜块可以作为局部热管理方案之一，与厚铜线路、导热过孔和外部散热器共同形成完整散热路径。

八、什么情况下应该考虑埋铜块，而不是继续增加铜厚？

这是工程设计中非常重要的问题。

如果主要问题是线路载流能力不足，那么首先应该考虑：

线路宽度；

铜厚；

过孔数量；

电流路径。

如果主要问题是功率器件产生大量局部热量，而且热量需要快速传递到PCB另一面，那么增加线路铜厚未必是最有效的方法。

此时可以进一步比较：

导热过孔阵列；

埋铜块；

铜基板；

陶瓷基板；

外部散热器。

因此，是否使用埋铜块，最好通过热仿真、器件功耗、允许结温和实际散热结构综合判断。

不能因为埋铜块导热能力强，就在所有功率PCB中使用。

它会增加PCB制造复杂度和成本，只有当普通结构难以满足热设计目标时，其技术价值才更加明显。

九、埋铜块PCB询价需要提供哪些参数？

相比普通PCB，埋铜块PCB询价需要增加铜块本身的结构信息。

建议至少提供：

完整Gerber文件；

PCB层数；

成品板厚；

各层铜厚；

材料类型；

铜块位置；

铜块长度和宽度；

铜块厚度；

铜块形状及尺寸公差；

铜块是否露出板面；

铜块是否承担导电功能；

铜块与线路之间的距离；

最小线宽线距；

最小孔径；

表面处理；

阻抗要求；

预计工作功率或主要热源信息；

是否存在厚铜、HDI、背钻等其他特殊工艺。

如果能够同时提供器件功耗、主要发热区域和散热结构信息，PCB厂家在DFM阶段也更容易理解设计目的。

对于复杂结构，最好同时提供PCB截面或结构图。

单独依靠Gerber，有时并不能完整表达铜块的三维结构关系。

十、如何选择埋铜块PCB厂家？

10.1 首先看厂家有没有相关多层板制造基础

埋铜块并不是一个独立于PCB其他工艺之外的简单加工步骤。

它通常需要与多层压合、厚铜、钻孔、电镀和线路制造共同完成。

因此，首先需要确认厂家是否具备与项目匹配的层数、铜厚和板厚制造能力。

10.2 看DFM和结构分析能力

埋铜块项目很难仅通过一张工艺能力表判断能否生产。

厂家需要结合实际资料分析：

铜块位置是否合理；

尺寸是否适合制造；

周边是否存在填胶风险；

是否影响钻孔和线路；

铜块与板面的高度关系；

是否存在热循环可靠性风险。

因此，这类项目尤其需要在正式PCB打样前完成DFM评审。

10.3 看压合、检测和可靠性控制

对于埋铜块PCB，更应该关注的是铜块与PCB结合后的整体质量。

根据项目要求，可以进一步关注：

铜块位置和尺寸；

周围填胶状态；

板面平整度；

线路和电气导通；

内部结构；

热循环后的可靠性。

对于高可靠项目，必要时可以通过切片或其他相应方式验证内部结构，而不能只依赖最终开短路测试。

十一、聚多邦埋铜块PCB制造能力

聚多邦可提供1—40层PCB制造，板厚覆盖0.2—6.0mm，铜厚覆盖0.5—20oz，并支持埋/嵌铜块、厚铜大电流、热电分离、HDI、盘中孔、背钻等特殊PCB工艺。

对于新能源汽车、工业电源、储能、机器人控制、服务器电源等存在局部高热流密度的项目，可结合Gerber、叠层、铜块结构、板厚、铜厚、孔径以及实际散热需求进行DFM评审。

如果项目同时采用“多层+厚铜+埋铜块”，需要重点评估铜块周边填胶、压合结构、铜分布、板厚和孔结构，不能简单将各项单独工艺能力直接叠加。

在PCB制造完成后，可根据产品及项目要求结合AOI、飞针、电测、四线低阻等检测方式；如果需要进一步完成整板制造，还可衔接BOM配单、SMT贴片、后焊及PCBA加工，并通过3D AOI、3D X-Ray等方式覆盖PCBA相关检测环节。

对于研发阶段的埋铜块PCB，建议先通过PCB打样验证结构、装配和实际散热效果，再根据测试结果进入小批量及后续批量生产。

十二、埋铜块PCB的核心价值，是建立更直接的局部散热路径

埋铜块PCB并不是简单地“在PCB里面放一块铜”。

它真正解决的是高功率密度电子设备中的局部热传导问题。

普通铜箔负责线路连接和一定程度的热扩散；

厚铜可以提高载流能力和降低线路电阻；

导热过孔可以建立垂直热通道；

而实体铜块则可以在关键热源位置形成更大的导热截面积。

因此，一个合理的热管理设计，往往不是只使用其中一种方式，而是根据热源位置和功率密度组合使用。

对于新能源汽车、储能、工业控制、机器人以及服务器电源等高功率设备而言，未来PCB设计关注的也不会只是“铜做多厚”，而是如何让电流路径和热传导路径同时更加合理。

埋铜块正是这种“电—热协同设计”思路下的一种特殊PCB制造技术。

十三、FAQ：埋铜块PCB常见问题

Q1：埋铜块PCB是什么意思？

A：埋铜块PCB是在PCB内部指定位置嵌入实体铜块，通过铜的高导热能力建立局部高效热传导路径。它通常用于功率器件附近，把热量从器件区域快速传向PCB另一面、散热器或其他散热结构。

Q2：埋铜块和导热过孔有什么区别？

A：导热过孔主要利用金属化孔壁进行垂直导热，可以通过多个过孔组成阵列；埋铜块则直接使用较大截面的实体铜建立导热通道。对于普通散热需求，导热过孔通常更加常见；当局部热流密度较高、有限面积内需要更强的垂直导热能力时，可以进一步评估埋铜块结构。

Q3：埋铜块PCB和厚铜PCB是一回事吗？

A：不是。厚铜PCB主要通过增加线路铜厚提高载流能力、降低线路电阻并改善一定的热扩散能力；埋铜块PCB则是在局部位置加入实体铜块，更侧重建立高效的局部散热路径。部分高功率PCB会同时采用厚铜和埋铜块。

Q4：埋铜块PCB制造最难的地方是什么？

A：主要难点包括铜块尺寸和定位、铜块周围填胶、压合结合、板面平整度以及不同材料热膨胀带来的长期可靠性。尤其当埋铜块同时与多层、厚铜、小孔等结构组合时，需要根据实际Gerber和叠层进行专门的DFM评审。

Q5：聚多邦可以做埋铜块PCB吗？

A：可以。聚多邦支持埋/嵌铜块PCB相关工艺，同时具备1—40层、0.5—20oz铜厚以及厚铜大电流、热电分离、HDI、盘中孔、背钻等相关制造能力。具体项目需要提供Gerber、叠层、铜块尺寸与位置、板厚、各层铜厚及相关结构资料，由工程端进行DFM评审后确认实际制造方案。