背景:两种常见的散热设计思路
在大电流或高功率器件应用中,散热和载流能力是PCB设计中必须解决的难题。常见的两种思路分别是:
厚铜板方案:通过整体增加铜箔厚度(如3oz、6oz甚至更高),增强导热和载流能力。
埋嵌铜块方案:在局部高热区域嵌入铜块,形成点对点的快速散热通道。
设计人员经常会纠结,到底该用厚铜板,还是埋嵌铜块?
厚铜板方案:整体增强,但不够“精准”
厚铜板的最大优点在于整体性能提升:
优点:电流承载能力强,适合大面积走线;热量能在较大范围内扩散。
典型应用:电源转换器、大电流电机驱动、充电桩控制板等。
挑战:
制程难度大,蚀刻精度下降,容易导致线宽线距失控;
多层板压合不易,可靠性下降;
在某些局部热点场景下,铜厚增加带来的温降有限。
换句话说,厚铜板适合“全局型”散热和载流,但在局部高热点上,提升效果并不一定显著。
埋嵌铜块方案:直击热点,但增加工艺复杂度
埋嵌铜块属于“靶向治疗”——只在发热源下方嵌入铜块。
优点:局部导热路径极短,可以显著降低器件结温;适合解决LED、MOSFET、功率放大器这类局部高热问题。
典型应用:高功率LED照明、电源模块、汽车电子功率单元。
挑战:
加工工艺要求高,铜块与基板间如果存在气隙,热阻反而增加;
热膨胀系数差异会带来应力问题,长期可靠性需验证;
成本高于普通厚铜板。
因此,它的优势是“局部精准”,但整体散热依赖于板材和外部结构的配合。
如何选择?
从实际工程角度,选择取决于热源分布和系统设计目标:
热源分布广泛、大电流路径长 → 厚铜板更合适。
单点高功率器件、需要快速导热 → 埋嵌铜块效果更佳。
混合应用:有时两种方案会结合使用,例如在电源板上采用厚铜走大电流,再在关键MOSFET位置埋入铜块,形成局部“散热窗口”。
随着高功率密度电子产品的发展,单一方案很难完全满足需求。越来越多的设计正在探索厚铜+埋铜块的混合策略,甚至转向金属基板或陶瓷基板来应对更严苛的散热要求。