PCB 銅箔灌注基礎
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什麼是 PCB 設計中的銅箔灌注（Copper Pour）？
銅箔灌注是指在 PCB 的銅層中，將未使用的區域以實心銅面填滿的技術。這些銅面會連接到電源或接地網路，形成連續的導電路徑。銅箔灌注通常用於電源層與接地層，也可在特定用途下用於訊號層。
銅箔灌注的目的：
接地層：銅箔灌注可形成實心的接地層，為訊號提供低阻抗回流路徑，並降低電磁干擾（EMI）。
電源層：銅箔灌注可作為電源層，將電源均勻分佈於整個 PCB，減少壓降並提升電源穩定性。
散熱：銅箔灌注可作為散熱片，將高功率元件產生的熱量擴散並散發，防止過熱並確保 PCB 的可靠性。
銅箔灌注的優點：
提升訊號完整性：透過減少接地迴路、雜訊與干擾，銅箔灌注有助於維持訊號完整性並降低訊號衰減。
改善熱管理：銅箔灌注可增強散熱效果，防止熱點並確保元件在最佳溫度下運作。
節省銅材：有效利用銅箔灌注可減少額外走線需求，提高銅材使用效率，進而節省成本。
銅箔灌注的實作：
放置銅箔灌注代表將 PCB 上的空白區域以平面銅填滿。它們是PCB 設計的重要一環，所有主流 PCB 設計軟體都能自動放置。銅箔灌注可降低接地阻抗以提升 EMC、減少壓降以提高電源效率，並縮小迴路面積以降低 EMI。
在銅箔灌注內使用熱隔離焊墊（Thermal Relief Pads）
銅的導熱性極高（約 380 W/(m·K)）。因此，若焊墊四周完全連接至鄰近銅面，焊接時熱量會迅速散失，導致焊接困難。「熱隔離焊墊」可減少熱散失，協助焊接。
網格與實心銅箔灌注
我們知道，在高頻條件下，PCB 走線的分佈電容會產生作用。當走線長度大於雜訊頻率對應波長的 1/20 時，該走線會如同天線，將雜訊輻射至周圍空間。任何接地不良的銅箔灌注都會助長雜訊傳播。因此，在高頻電路中，接地不僅需要電氣連續性，還必須以小於 λ/20 的間距佈置。走線上的導通孔可協助多層板與接地層「良好接地」。設計得當的銅面不僅能提高電流承載能力，還能降低 EMI。
銅箔灌注通常有兩種形式：實心與網格。實心灌注可提升電流容量並提供屏蔽，但過波焊時可能因熱膨脹導致板彎或銅箔剝離，可透過在實心銅面上開槽／開窗緩解。網格灌注主要用於屏蔽，電流承載能力較低；因銅面積較小，散熱可能較佳。然而，網格灌注的銅「線段」可能增加 EMI：當這些線段長度與電路工作頻率的電氣長度相近時，整片灌注會像多根天線同時發射干擾訊號，導致電路無法正常運作。應依 PCB 電路特性選擇灌注類型：高頻且需 EMI 控制者用網格灌注，低頻或大電流者用實心灌注。
現代 PCB 設計對精度與品質要求更高，所有主流板廠已放棄低成本濕膜製程，改採更優的乾膜製程。網格銅箔在乾膜製程中可能導致乾膜破裂，因此建議盡量使用實心灌注。
內層銅填充
銅覆蓋率：內層經蝕刻後，剩餘銅面積相對於整板面積的比例。
壓合：將 Prepreg 裁切成適當尺寸，置於內層芯板之間或芯板與銅箔之間。將疊好的層壓板（laminate）加熱加壓，使 Prepreg 中的樹脂熔化，流入鄰層無銅區域，冷卻後將各層黏合。
設計問題：銅覆蓋率低代表 Prepreg 的樹脂需流動更遠以填補缺銅區域，可能導致成品板厚低於預期、銅層皺褶、樹脂空洞，甚至因樹脂不足而分層。
設計建議：在板內空白處盡量放置銅箔灌注，並與高速訊號走線保持至少 0.5 mm 間距。
計算總壓合板與成品板厚度
理論壓合板厚度
= 外層銅箔 + 固化後 Prepreg + 芯板
= (0.7×2) + (4.54+4.48) + (1.2+44.84+1.2) = 57.66 mil = 1.46 mm。
理論成品板厚度
= 防焊層 + 電鍍外層銅 + 固化後 Prepreg + 芯板
= (1×2) + (1.4×2) + (4.54+4.48) + (1.2+44.84+1.2) = 61.06 mil = 1.55 mm。
其中固化後 Prepreg 厚度
= 未固化 Prepreg 厚度 – 相鄰芯板層樹脂需填補的厚度
= 未固化 Prepreg 厚度 – ((1 – 銅覆蓋率) × 銅厚)
下方表格為一例疊構說明。
以第 1、2 層為例：
- 未固化 Prepreg 厚度 = 4.72 mil，第 2 層銅覆蓋率 = 85%，內層銅厚 = 1 oz，
- 固化後 Prepreg 厚度 = 4.72 – ((1 – 85%) × 1.2) = 4.54 mil。
雖然標稱 1 oz 銅厚為 35 μm，但經前處理與棕化損耗後，實際厚度為 30 μm（1.2 mil）。
JLCPCB 於拼板外圍添加銅箔灌注
JLCPCB於拼板之內外層添加銅箔灌注，以避免大面積空白造成板厚不足、電鍍不均等缺陷。銅箔僅加在板邊工作條、橋接區等拼板外圍區域，不會加在可用 PCB 內部。基準點、機械孔、鼠咬孔及 V-Cut 周圍均會保留間距。
持續學習
如何選擇 PCB 的厚度
首先，在電子產品的世界裡，PCB 常被稱為「心臟」，它將所有元件連接在一起，因此板厚成為這一關鍵零件的重要參數。PCB 厚度是否選用得當，直接影響最終電子產品的性能、穩定性與可靠度。 選擇 PCB 厚度的過程會受到多種因素影響，例如產品應用場景、板材材質與銅層數量。因此，在決定 PCB 厚度時，必須綜合考量這些因素。 不同 PCB 厚度的特性與應用 最常見的 PCB 厚度包括 0.4 mm、0.6 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm、1.6 mm、2.0 mm。不同厚度的 PCB 對電路性能會產生不同影響。 超薄 PCB（0.6 mm 以下） 超薄 PCB 重量輕、柔軟且易彎折，適合對空間效率要求極高的產品，例如： 智慧型手機與平板電腦 穿戴式裝置 機器人 筆記型電腦 無人機 這些產品需要極薄極輕的 PCB，因此採用超薄厚度才能滿足需求。然而薄板的承載能力相對較弱，不適合需要承載較重元件的場景。 中薄 PCB（0.6–1.6 mm） 中薄 PCB 在厚度與承載能力之間取得良好平衡，適用於大多數電子產品，包括電腦主機板與家電控制板。中板的剛性與穩定性適中，可滿足大部分應用情境。與其他厚度......
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了解 PCB 使用的材料：選擇、類型與重要性
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金屬核心 PCB 材料：熱真相與設計規則
金屬核心 PCB（MCPCB）是一種特殊板材，以金屬基材取代標準 FR-4。這層金屬核心如同內建散熱片，可提升高功率電子的散熱能力。基本疊構很簡單： 頂層為銅導體層。 中間為薄介電絕緣層。 底部為厚金屬基板。 這種結構提供優異的 熱擴散 能力與便利的接地平面，但代價是板子比典型 FR-4 更重、更貴。MCPCB 廣泛用於 LED 照明與電源供應器等會產生大量熱的應用。本文將破解不同核心金屬的迷思，說明介電層如何真正控制熱流，並比較實際的熱導率數據。 「金屬核心 PCB 材料」的真正含義 金屬構成板的結構基礎，並充當巨型散熱片。銅層通常 1–3 oz，位於頂部承載電路走線；下方是薄介電層，一般 25–100 µm，用來將銅與金屬電氣隔離；最底層為金屬核心，通常是 1.0–3.2 mm 的鋁板，負責橫向散熱。 鋁的熱導率為 150–235 W/mK，銅則為 380–400 W/mK，兩者都比 FR-4（0.3 W/mK）快得多。 銅核心板聽起來很棒，但銅重且昂貴，因此幾乎所有 MCPCB 都改用鋁。鋼核心 PCB 存在，用於機械強度或 EMI 屏蔽，但熱性能差很多。金屬核心提供機械支撐並自然成為接地/......