從方阻、圖層到電測定義
讓每顆埋阻都能對應材料、銅端點、製造圖形與驗收條件。
板面已經塞滿元件,終端電阻還得靠近關鍵訊號;移動一顆電阻,可能連帶增加走線或過孔。這時,埋阻 PCB 會成為值得評估的選項。
但從原理圖走到製造,有一個容易被低估的問題:電阻藏進板內之後,板廠要靠哪些文件,知道哪裡留下銅、哪裡形成電阻,以及做完後該量多少?
埋阻 PCB 的交付資料,需要同時定義幾何、材料、電氣連接與驗收條件。
埋阻是將電阻功能整合進 PCB 結構的技術,實作方式包含薄膜與厚膜等路線。本文聚焦使用薄膜電阻銅箔、經圖形化加工形成平面電阻的做法。
這類材料結合銅與電阻薄膜。製程保留銅端點與導線,並在指定區域移除上方銅,讓電流經過電阻薄膜;後續壓合將結構包覆在板內。
例如 OhmegaPly 使用鎳磷(NiP)電阻合金;TCR 系列則包含鎳鉻(NiCr)等材料選項。不同材料不能只憑相同方阻,就視為可直接替換。
埋阻可減少部分表面元件與其焊點,並有機會縮短互連。不過,成品阻值改由 PCB 材料及製程建立,板內元件也較難更換。需要反覆調值的電路,應先評估保留表面電阻的彈性。
參考:OhmegaPly 材料結構、TCR 薄膜電阻材料
方阻(Sheet Resistance,Rs)的單位是 Ω/□,描述均勻薄膜的面電阻特性。對簡單、均勻的矩形電阻,名目阻值可用下式估算:
R = Rs × L/W
其中:
以幾何示例說明:選用 25 Ω/□ 材料,L 為 0.50 mm、W 為 0.25 mm,名目阻值為:
25 × 0.50/0.25 = 50 Ω。
這不代表 25 Ω/□ 材料只能做 25 Ω 電阻,也不代表相同阻值的不同尺寸,具有相同功率能力。
實際成品仍受材料均勻性、蝕刻與後續製程影響;蛇形或其他複雜形狀,也不能不加修正地套用直條公式。
另外,這裡的 50 Ω 電阻值,與傳輸線的 50 Ω 特性阻抗,是不同的設計規格。
薄膜埋阻的同一個實體線路層,可能需要多張製程圖形。不能只把它當成一般內層銅圖交付。
至少要讓板廠能清楚辨識:
以 OhmegaPly 的減成製程為例,存在定義整體圖形與另行定義電阻長度的圖形成形步驟。因此,最終銅圖、電阻有效區與製程用去銅圖,不能直接視為同一張圖。
設計端應交代清楚最終意圖;選擇性蝕刻的延伸量、對位餘裕與補償,則應依材料及板廠流程確認。
電阻定義層是額外的資料定義,不一定代表新增一層實體銅層。
以下是交付清單與命名示例,並非所有板廠通用的製程底片格式。輸出前,應先與接單板廠確認資料規則。
提供全套銅層、防焊、板框與 NC Drill,以及一般製造要求。格式依板廠接受的 Gerber、ODB++ 或其他約定格式輸出。
埋阻資料不能取代原本的 PCB 製造資料。
若埋阻位於 L3,可用下列名稱表達設計邏輯:
L03_Cu_Intent.gbr:最終保留銅的設計意圖,須與整套 PCB 資料一致。L03_ER_Body.gbr:電阻有效區域的幾何定義。L03_ER_Map.pdf:疊合位置圖,包含編號、尺寸與必要定位資訊。若板廠要求直接提供第一、第二次曝光圖,應依其定義輸出,不能把上述邏輯圖直接改名後當作製程圖使用。
電阻幾何與編號標註也應分開,避免文字或尺寸線被誤認為加工圖形。
建議提供 Layer_Map.pdf 與 Stackup.pdf,說明:
不要只寫「L3 埋阻」或「正片」,就假設雙方對圖形用途有相同理解。
建議提供 ER_Schedule.csv 或試算表,每顆至少包含:
例如「BR1,50 Ω,±10%,45–55 Ω」只是驗收欄位示例,不代表板廠已承諾該公差。
提供含埋阻資訊的網表,或可與網表合併的電阻對照資料,並指定測試端點、預期值與限制。
同時確認內層與成品階段如何測試,以及量測電流/電壓是否適合該電阻。存在串並聯路徑時,也要確認量到的是單顆電阻,還是等效網路。
在電路與製造資料中保留埋阻編號和阻值,並在組裝交付資料中清楚標示「由 PCB 製程形成,無需採購及貼裝」。
若同一電路仍有表面電阻,兩者必須清楚區分,避免重複採購或漏裝。
若以獨立機械層存放電阻幾何,必須確認它確實被選入輸出。機械層能輸出,不代表軟體就會自動理解它的電阻功能或檢查全部電氣關係。
建議將輸出檔重新載入 CAM Viewer,逐項確認:
即使使用 ODB++,也應與板廠確認自訂電阻資料是否被正確接收,不能只靠檔案格式名稱判定完整性。
一般裸板電測若沒有正確辨識埋阻,可能把設計中的電阻當成異常高阻;單純通過通斷測試,也不能證明成品阻值符合要求。
因此,測試資料必須帶入電阻位置、預期阻值與上下限,並使用適當的量測條件。AOI 可以檢查圖形,仍不能代替阻值量測。
若要求精密公差或修調,也應事先確認製程、可接近的加工階段及驗證方式,不能假設板子壓合完成後還能任意調值。
參考:埋入式被動元件的電氣測試
一套可發包的埋阻 PCB 資料,應把材料方阻、電阻幾何、銅端點、層別與驗收條件連在一起。完成這些定義,板廠才能評估製程,RD 也才有依據確認成品。
若專案考慮導入埋阻,可向 eCloud 提供目標阻值、公差、工作條件、疊構及初步圖形,討論材料與製程可行性;實際可承接範圍及輸出格式,應在投產前確認。