當PCB需要承載比標準電路板更高的電流或處理更多熱量時，較厚的銅箔可能是更好的選擇。

此時，重銅重銅PCB技術便應運而生。透過在內層或外層採用更厚的銅，PCB能承載更大的電流，並提供更佳的熱傳導路徑，使熱量均勻分佈於整個電路板。

重銅PCB廣泛應用於電源供應器、汽車電子、電動車充電系統、工業設備、再生能源系統，以及其他需要精確管理電流與熱量的場合。

在本指南中，我們將探討何謂重銅PCB、銅厚如何影響效能、此類電路板在製造上為何更具挑戰性，以及選擇製造商時應考慮哪些要點。

什麼是重銅PCB？

重銅PCB是指銅箔厚度遠高於標準PCB的印刷電路板。視設計與製造商而定，重銅可應用於外層、內層，或兩者兼備。

標準PCB通常使用約0.5 oz至2 oz的銅箔，而重銅設計通常從3 oz起跳，針對特殊應用甚至可達更高厚度。

簡單的比較如下：

銅箔重量	約略銅箔厚度	典型應用
1 oz	約35 µm	一般電子產品
2 oz	約70 µm	較高電流電路
3-4 oz	約105-140 µm	電源供應器、工業設備
6-8 oz	約210-280 µm	電力電子、逆變器、電動車系統
10 oz以上	約350 µm以上	特殊高電流應用

最終的完成銅厚取決於電路板結構與製造流程，因此在定案設計前，務必向製造商確認其製程能力。

使用較厚銅箔的主要原因很簡單：更多的銅為電流提供了更大的流通路徑，並有助於更有效地散熱。

銅箔厚度達到多少才算是重銅？

業界並沒有一個所有PCB製造商通用的絕對定義，但一般來說，3 oz及以上的銅箔厚度普遍被視為重銅。。

某些應用中，3 oz或4 oz的銅箔可能已足夠；其他設計則可能需要6 oz、8 oz、10 oz甚至更厚的銅。

選擇合適的銅厚取決於多項因素，包括：

• 所需電流
• 線路寬度
• 允許的溫升
• 電路板結構
• 可用空間
• 散熱需求
• 製造能力

因此，更厚的銅並不一定代表更好。目標是根據電路板實際的電氣與散熱需求，選擇足夠的銅厚即可。

工程師為何選擇重銅PCB？

最常見的原因是電流。

當PCB需要承載大電流時，若使用標準銅箔，可能需要極寬的線路。在某些設計中，電路板上根本沒有足夠的空間容納如此寬的線路。

使用較厚的銅箔能在不需將所有線路都設計得極寬的情況下，提供更高的載流能力。

更高的載流能力

較厚的銅箔層為電流提供了更大的橫截面積。

簡而言之：線寬 × 銅箔厚度 = 橫截面積

增加線寬或銅厚任一項，都能增加可用的橫截面積。

對於空間受限的設計而言，增加銅厚因此成為了處理更高電流的實用方法。

更佳的熱管理

銅亦有助於將功率元件產生的熱量導離熱源區域。

例如，MOSFET、IGBT、電源IC及其他功率元件在運作時會產生大量熱能。妥善設計的銅箔區域有助於將熱量均勻擴散到整個PCB，並傳導至其他散熱結構。

然而，重銅不應被視為所有類型散熱片或冷卻系統的替代品。實際的散熱效能取決於整體PCB設計。

更佳的機械強度與耐用性

較厚的銅箔也能使PCB的某些部分在機械結構上更加堅固。

這對於暴露在振動、溫度變化或其他嚴苛操作條件下的應用特別有用。

銅箔厚度如何影響PCB效能？

銅箔厚度影響的不只是載流能力。

它同時也影響了PCB的設計與製造方式。

1.電氣阻抗

在相同的線寬與線長條件下，增加銅箔厚度會降低線路的阻抗。

2.載流能力

更多的銅通常允許線路承載更大的電流，同時將溫升控制在所需範圍內。

然而，載流能力無法僅由銅箔厚度單獨決定。線寬、線長、允許溫升、所在層別以及周圍的PCB結構也都是關鍵因素。

3.線寬與線距

這是重銅PCB設計中實際面臨的挑戰之一。

隨著銅箔越厚，由於蝕刻製程的限制，要實現非常精細的線路和緊密的線距就越困難。

因此，設計者在決定最終線寬與線距之前，應先確認製造商的能力範圍。

4.熱應力

當溫度變化時，重銅與周圍的PCB材料會以不同的速率膨脹和收縮。

對於要求嚴苛的應用，材料選擇與疊構設計必須將此因素納入考量，以降低可靠度問題的風險。

重銅PCB的製造挑戰

製造重銅PCB並非單純地在標準PCB上增加銅箔厚度而已。

銅箔越厚，在許多製造步驟中就需要投入越多的關注。

1.銅箔蝕刻

蝕刻是主要挑戰之一。

當銅箔變厚時，去除不必要的銅箔會變得更加困難。較長的蝕刻時間也可能增加底切現象，進而影響最終的線寬。因此，重銅製造需要精確控制蝕刻製程，並在PCB成像與生產過程中進行適當的補償。

具體的極限取決於銅箔厚度與製造商的製程能力。

2.電鍍銅

電鍍銅是重銅PCB製造的另一個重要環節。

較厚的銅可能需要更長的電鍍時間，並對電鍍製程進行更嚴格的管控。當銅需要同時堆積在電鍍通孔內孔壁與板面上時，這點尤其重要。

良好的銅分佈與電鍍均勻性對於電氣性能與可靠度都至關重要。

3.壓合與樹脂填孔

厚銅特徵會在內層銅箔圖案之間產生較大的間隙。在壓合過程中，這些區域需要使用樹脂妥善填充。若材料選擇或壓合製程不當，可能會產生空洞或分層等問題。

對於多層重銅板而言，疊構設計與半固化片的選擇需要與銅箔厚度一併考量。

4.材料選擇

正確的PCB材料取決於應用環境的溫度、可靠度與電氣需求。

對於散熱需求較高的應用，可以考慮使用高Tg材料。

材料選擇不應僅基於銅箔厚度。操作溫度、層疊結構、散熱需求與可靠度要求都必須綜合考慮。

5.鑽孔與孔壁電鍍

重銅結構也會使鑽孔與孔壁電鍍的難度提高。

製造流程必須考量銅箔厚度與整體電路板結構，以確保電鍍孔能符合規格要求。這對於具有大量電鍍通孔的多層板尤其重要。

重銅PCB設計考量

如果您正在設計重銅PCB，在流程初期有幾件事需要與製造商確認。

1.線寬與線距

請勿假設標準PCB適用的線寬與線距能直接套用於4 oz、6 oz或更厚的銅箔設計。

所需的設計規範取決於銅箔厚度與製造商的蝕刻能力。

2. 導通孔設計

高電流設計可能需要仔細考量導通孔的尺寸與分佈。

根據電流與散熱需求，可以使用多個導通孔來提供額外的電氣與散熱路徑。

3. 熱管理

大面積的銅箔區域有助於散熱，但元件擺放位置、散熱導通孔、銅平面以及外部冷卻方案都應視為整體散熱設計的一部分。

4. 層疊結構

對於多層重銅板，銅箔在疊構中的分佈非常重要。

合適的疊構有助於維持板子平衡、提升散熱效能並改善可製造性。

當重銅與其他技術（如HDI PCB或多層PCB）結合時，必須在生產前仔細檢查疊構與製造規範。

重銅PCB與標準PCB的比較

特徵	標準PCB	厚銅PCB
銅箔重量	通常為0.5–2 oz	通常為3 oz及以上
載流能力	適用於一般應用	適用於較高電流設計
熱管理	標準	較佳的銅導體散熱能力
細線路能力	通常較容易	銅越厚挑戰越高
製造難度	標準製程	對蝕刻與電鍍的要求更高
成本	成本通常較低	成本通常較高
典型應用	一般電子產品	電源與高電流應用

重點在於，重銅PCB並非在所有應用中都必然更好。

如果電路板僅處理低電流，標準銅箔可能更經濟且更容易製造。只有當電氣、散熱或機械需求確實需要時，選擇重銅才更具意義。

重銅PCB應用於哪些領域？

重銅PCB主要用於需要處理較高電流、熱量或功率的場合。

1. 汽車與電動車系統

重銅可應用於電力分配、電池相關系統、逆變器以及車載充電設備等領域。

2. 電源供應器

AC-DC轉換器、DC-DC轉換器、工業電源供應器及其他電力電子產品，可能會使用較厚的銅來處理更高的電流。

3. 再生能源

太陽能逆變器、儲能系統及其他電力轉換設備，都能從重銅結構中受益。

4. 工業設備

馬達控制、工業驅動器、焊接設備及其他高功率系統是常見的應用場合。

5. 其他高功率系統

重銅也可應用於UPS不斷電系統、電力分配設備，以及其他重視高電流與熱管理的應用中。

重銅PCB的價格是多少？

重銅PCB的成本通常高於標準PCB，但實際價格在很大程度上取決於電路板設計。

主要成本因素包括：

1. 銅箔厚度

更多的銅意味著更多的材料與通常更複雜的製程。

2. 層數

6層重銅板的複雜度顯然高於簡單的2層板。

3. 電路板尺寸

較大的電路板需要更多材料，並可能影響生產利用率。

4. 材料

所需的基板材料與半固化片對最終價格有顯著影響。

5. 線寬與線距

厚銅搭配精細的線寬/線距要求會增加製造難度。

6. 數量

樣品與量產訂單具有不同的成本結構。

因此，僅憑銅箔重量很難給出具有參考價值的重銅PCB價格。製造商通常需要Gerber檔案與關鍵規格書才能提供準確的報價。

如何選擇重銅PCB製造商？

並非每家PCB製造商都具備相同的厚銅板生產經驗。

在下訂單之前，有幾件事值得確認。

1. 確認銅厚生產能力

確保製造商能夠穩定地生產您設計所需的銅箔厚度，如有需要，內外層皆需具備此能力。

2. 確認製造能力

詢問他們針對重銅板的蝕刻、電鍍、鑽孔、壓合等製程細節。

3. 3. 確認工程支援能力

一個好的製造商應能在生產前審查您的設計，並指出潛在的製造問題。

4. 確認品質管控

對於要求嚴苛的應用，請詢問其檢驗與測試流程，包括AOI自動光學檢測、電氣測試，以及適當的切片分析。

5. 確認樣品與量產能力

如果您計劃從樣品階段進入量產，選擇一家能同時支援兩個階段的製造商會很有幫助。

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