决定用厚铜之后,下一个问题是放在哪一层。放外层和放内层走的是不同工序,受的约束也不同。这个选择最好在叠层图定稿前做,定稿后再改,阻抗层、参考平面和板厚都要跟着重算。
本文只讲「厚铜放哪一层」。混合铜厚的对称与板厚累积见厚铜多层板混合铜厚叠层设计;HDI 增层的底铜、成品铜和孔壁铜三个数值见 HDI 铜厚选项,那篇针对盲埋孔增层板,本篇针对常规刚性厚铜板。
| 对比项 | 厚铜在外层 | 厚铜在内层 |
|---|---|---|
| 铜从哪来 | 底铜+孔铜电镀叠加 | 主要是芯板底铜 |
| 蚀刻偏差 | 直接体现在成品表面 | 被介质包住,不外露 |
| 主要制造难点 | 侧蚀、阻焊覆盖、表面处理 | 压合填胶、介质厚度、板厚累积 |
| 散热路径 | 短,可直接贴散热器或焊端子 | 需经过孔和铜面导出 |
| 焊接 | 可直接焊大电流端子 | 不能直接焊,需过孔引出 |
1. 外层厚铜:成品铜是底铜加电镀
外层铜在钻孔后还要经过孔金属化和电镀,成品铜厚等于底铜加电镀层。图纸上只写「外层 6oz」,没有说明是成品铜厚还是底铜。铜从箔来还是从电镀来,见厚铜成形:电镀与铜箔。
外层在阻焊和表面处理之前蚀刻。铜越厚,蚀刻时间越长,侧蚀越明显,导体截面呈梯形,顶部比底部窄。这个偏差在成品上直接可见,也直接影响线宽验收。补偿与验收见厚铜蚀刻补偿与线宽验收。
外层厚铜还会带来两个后续问题:
- 阻焊覆盖:线路越厚,线角处阻焊越薄,线间越难填平。细节见厚铜阻焊与表面处理覆盖。
- 线宽线距:SKPCB 厚铜板最小线宽 6 mil,铜厚越高窗口越紧,同一外层上的细间距器件区要单独评审。
外层厚铜的好处是热路径短:大电流端子可以直接焊在厚铜上,散热器可以直接贴在铜面上。
2. 内层厚铜:难点转到压合
内层只经过蚀刻,不经过外层电镀,铜厚基本由芯板底铜决定,比外层更容易控制。蚀刻偏差被介质包住,不出现在成品表面。
难点在压合。厚铜层蚀刻后,留铜区与无铜区之间有明显高差,半固化片的树脂要在压合时流进去填满。铜越厚、无铜区越大,需要的树脂越多,填不满就会出现空洞或分层。检验方法见厚铜压合填胶质量控制。
为了填胶,厚铜内层两侧往往要用更厚的介质,这会推高成品板厚。SKPCB 厚铜板板厚范围 0.8–6.0 mm;连接器、机壳或压接件对板厚有硬要求时,要在叠层阶段就核算。
内层厚铜的热要经过过孔和铜面才能传到表面。板越厚,过孔越长;SKPCB 通孔厚径比上限 10:1,板厚增加后最小孔径也要跟着放大。
3. 按什么顺序决定
按下面的顺序回答,每一步的答案会限制下一步的选择。
- 哪些网络真的需要厚铜。只有大电流路径和靠铜散热的区域需要。把「顺便加厚」的层去掉,对板厚和成本的帮助最大。
- 电流从哪里进出。大电流端子、螺柱或焊接式连接器在表面,电流在外层最短;如果电流只在板内分配,内层更合适。
- 热往哪里走。热要传到散热器或机壳时,靠近散热面的外层更直接;热只需在板内摊开时,内层平面也可以。
- 外层还要走什么。外层有细间距 IC、BGA 或阻抗线时,外层厚铜会和线宽线距、阻焊桥冲突,这时把厚铜放进内层,外层保留常规铜厚。
- 对称能否保持。厚铜层要尽量关于板中心对称;做不到时,用介质厚度补偿。可接受的不对称程度交给工程评审。
4. 常见分配方式
| 需求 | 常见分配 | 要评审的点 |
|---|---|---|
| 大电流端子直接焊接,外层无细间距器件 | 厚铜在外层 | 侧蚀、阻焊覆盖、表面处理 |
| 外层有 BGA 或阻抗线,电流在板内分配 | 外层常规铜,相邻一对内层厚铜 | 填胶、介质厚度、板厚 |
| 既要外层焊端子,又有细间距区 | 外层局部厚铜区,或内层厚铜经过孔引到端子 | 过孔数量与厚径比 |
| 多个电源轨叠加 | 多个厚铜内层成对布置,靠近板中心 | 对称、压合次数 |
这些只是起点。层数增加后,厚铜层位置要和阻抗层、参考平面一起重新规划。
5. 叠层图上要写清什么
- 每一层的铜厚,并注明是底铜还是成品铜。
- 哪些层是厚铜层,以及它们承担的功能(电流、散热、焊接)。
- 厚铜层两侧的介质类型与厚度,或注明「由工厂按填胶要求确定」。
- 成品板厚及公差。SKPCB 板厚公差为 ±10% 或 ±0.005"(约 0.13 mm),取大者。
- 有阻抗要求的层与目标值。SKPCB 厚铜板阻抗控制精度 ±10%。
- 外层厚铜区的阻焊与表面处理要求(HASL、ENIG 或 OSP)。
叠层由 SKPCB 工程评审确认后再投产。叠层服务见 PCB 叠层设计。
FAQ
Q:厚铜放内层和外层,最大铜厚一样吗?
A:SKPCB 对外口径是内外层最大铜厚统一按 >12oz。具体到某一叠层能做多少,取决于层数、板厚和线宽线距,要按项目评审。
Q:外层厚铜为什么线宽偏差更大?
A:外层成品铜是底铜加电镀,总铜厚更高,蚀刻时间更长,侧蚀更明显。偏差在成品表面直接可见。
Q:内层厚铜最大的风险是什么?
A:压合填胶。厚铜蚀刻后高差大,树脂填不满会留下空洞或分层。减少厚铜层的大面积无铜区可以降低填胶需求。
Q:外层有 BGA,还能做厚铜吗?
A:可以,但通常把厚铜放进内层,外层保留常规铜厚,以免 BGA 区的线宽线距和阻焊桥无法满足。
Q:内层厚铜的热怎么导出?
A:通过过孔和表面铜面导出。板厚增加时,过孔要满足 10:1 厚径比,孔径需相应放大。

