一、 厚銅 PCB 的核心價值：不僅是導電，更是結構支撐

厚銅 PCB 的核心優勢在於其極低的直流電阻（DCR）與卓越的熱傳導率。以車載功率模組為例，當系統需要持續承受大電流時，普通薄銅板會因焦耳熱效應迅速升溫，導致基材老化甚至燒毀。而厚銅不僅能高效疏導電流，還能作為散熱通道，將熱量快速引導至金屬機殼或散熱鰭片。

此外，厚銅疊構顯著增強了 PCB 的機械強度。厚實的銅層如同為電路板加入了鋼筋，使其抗彎折能力與抗震動性能大幅提升，這對於嚴苛的工業或車規級震動環境至關重要。

二、 佈線與疊構的黃金法則：效能與 DFM 的精準平衡

1. 銅厚選擇的科學：告別「越厚越好」的迷思

厚銅設計的首要原則是「依據載流精準匹配」。盲目增加銅厚不僅會讓製造成本飆升，更會引發嚴重的壓合填膠與蝕刻不良問題。

• 載流評估參考：建議 Layout 階段直接參考 IPC-2152 標準進行溫升與線寬計算。一般經驗法則下，3oz 銅箔搭配 3mm 線寬，在溫升 40℃ 條件下約可承載 7A-8A 的電流。
• 選型建議：針對多數工業與電源應用，3oz 到 8oz 是最具性價比且工藝相對成熟的甜點區。若非極端需求，應避免全板採用超厚銅，可考慮局部厚銅（嵌銅工藝）或在關鍵大電流路徑上集中優化，非大電流區域維持 1-2oz 即可。

2. 走線設計：預留側蝕補償與平滑過渡

厚銅蝕刻與薄銅有本質上的不同。銅越厚，蝕刻液在垂直向下咬蝕的同時，向側面咬蝕的「側蝕」現象就越嚴重，導致走線截面變成梯形。

• 線寬 / 線距（L/S）極限：
  • 3oz 銅箔：最小線寬 / 線距建議 ≥ 8mil / 8mil (約 0.2mm)。
  • 6oz - 8oz 銅箔：為確保蝕刻良率，線寬 / 線距必須放寬至 ≥ 15mil / 15mil (約 0.4mm) 以上。
• 平滑過渡設計：大電流路徑切忌出現 90 度直角或線寬突變。必須採用漸變過渡或大面積淚滴，漸變長度建議 ≥ 3 倍寬度差，以消除「電流瓶頸」與局部熱點。
• 大面積鋪銅：大面積實心鋪銅在打件（SMT）過爐時極易因熱應力導致板翹。建議採用網格鋪銅，若必須使用實心鋪銅，需預留散熱與應力釋放槽。

3. 導通孔（Via）設計：打通 Z 軸的熱與電通道

• 孔徑與孔銅：厚銅板的板厚通常較厚，需注意機械鑽孔的厚徑比。最小孔徑建議 ≥ 0.8mm，並要求板廠將孔壁銅厚電鍍至至少 20μm - 25μm 以上。
• 過孔陣列：面對數十安培的電流，絕對不能依賴單一過孔。大電流路徑換層時必須打上過孔陣列，單孔承載能力以 2-3A 估算，多孔並聯分流以降低寄生電感與電阻。
• 防焊開窗：散熱與大電流過孔周圍需預留充足的防焊開窗（比孔徑單邊大 0.1-0.15mm），防止綠漆入孔造成後續組裝的氣泡或爆板風險。

三、 製造端的 DFM 關鍵考量

身為硬體設計者，提前理解工廠端的極限，能幫公司省下無數次打件失敗的重工（Rework）成本。

1. 壓合工藝與流膠量控制

當內層走線高達 4oz 甚至 8oz 時，線與線之間的「深溝」需要大量的樹脂來填充。

• 高含膠量 PP：板廠必須使用高含膠量的半固化片（PP，如 1080 甚至高含膠量的特殊規格），否則極易在走線邊緣產生微空洞，引發後續的 CAF（導電性陽極絲）短路失效。
• 疊構對稱性：無論是層數還是銅厚分佈，必須嚴格遵守 Z 軸對稱原則。如果 Top 層是 6oz，Bottom 層是 1oz，經過高溫壓合與 SMT 後，板子彎翹的機率極高。

2. 基材（CCL）與防焊選擇

• 高 Tg 板材：厚銅板在 SMT 階段吸熱量巨大，散熱也慢。強烈建議選用 Tg ≥ 170℃ 的中高階 FR-4（如常見的高 Tg 覆銅板），以確保在長時間高溫回流焊下 Z 軸膨脹（Z-CTE）受控，保護孔銅不被拉斷。
• 綠漆覆蓋：由於厚銅走線高度落差大，走線轉角處的綠漆往往最薄，極易在波峰焊時發生邊角露銅。Layout 時應在 Gerber 備註，要求板廠進行二次防焊印刷以確保厚度。

3. SMT 組裝適配

• 熱風焊盤（Thermal Relief）：大功率元件（如 TO-220, D2PAK）若直接與大面積厚銅相連，散熱過快會導致冷焊或虛焊。務必設計標準的十字散熱焊盤，平衡焊接時的熱容量。
• 鋼板（Stencil）與爐溫：裝配廠需針對厚銅板適度調升回流焊的峰值溫度（約提高 5-10℃）並延長恆溫區時間，確保錫膏完全熔融。

四、 總結

優秀的厚銅 PCB 設計，絕不是在 EDA 軟體裡單純把線畫粗。它是一場「電流通道設計」與「工廠製程極限」的雙向奔赴。掌握精準評估銅厚、優化漸變與過孔陣列、以及提前考量壓合與蝕刻的 DFM 邊界這三大核心，就能讓你的大功率設計一次到位，在各項嚴苛的可靠度測試中安然過關。