一、銅厚（Copper Weight）：那個被「秤重」的厚度

大家常說的 1oz、2oz 銅厚 PCB，這單位其實挺反直覺的。它不是長度單位，而是重量單位：指將一盎司（28.35克）的純銅均勻鋪在一平方英尺（約 929 平方公分）的面積上，所形成的物理厚度。

• 1oz = 約 35μm (1.4 mil)
• 2oz = 約 70μm (2.8 mil)

為什麼我們不能只靠加寬走線？

在設計馬達驅動器或高速伺服器電源時，PCB 上的空間通常被擠壓得非常厲害。如果你只有 100 mil 的寬度，卻要跑 20A 的電流，1oz 的銅基本上就是在「玩火」。這時候，把 PCB 銅厚提升到 2oz 甚至 3oz，就成了在有限空間內降低阻值、減少發熱的唯一解藥。

電阻與厚度的物理關係非常直接：

公式裡的 T（厚度）與 W（線寬）是相乘關係，銅厚翻倍，效果等同於線寬翻倍。但在 Layout 佈局上，增加厚度往往比增加線寬容易得多。

二、線寬計算機沒告訴你的「環境潛規則」

基於IPC-2221或IPC-2152標準開發的各類PCB走線寬度計算器，其計算結果均建立在理想散熱環境的假設之上。然而實際工程中，PCB多采用封閉多層結構，且常安裝於缺乏空氣流通的塑料外殼內。

1. 內層走線的散熱瓶頸

這是設計中最易被忽略的要點。外層走線（頂層/底層）至少有一面與空氣或阻焊漆接觸，具備基本散熱條件；內層走線則完全被導熱性能極差的FR-4樹脂和半固化片（PP）包覆，熱量難以向外傳導。

• 工程實測數據顯示：相同寬度的走線，內層載流能力通常僅為外層的50%至60%。若計算器給出40mil的寬度要求，內層走線應直接增加至80mil以確保可靠性。

2.溫升參數的合理選擇

多數工程師習慣採用默認的10℃溫升設定。但在當前高功率密度設計趨勢下，10℃的溫升餘量已不再適用。當環境溫度達到50℃時，疊加10℃溫升後板溫將升至60℃，這已開始影響敏感模擬傳感器和電解電容的工作性能與使用壽命。

圖1. PCB 走線載流能力與溫升關係曲線圖

三、Heavy Copper PCB：這不是在炫技，是在保命

當你的持續電流衝破 50A，甚至在瞬間達到 200A（例如無人機的電調或電動車的 BMS），標準的 2oz 銅已經不夠看了。這時候你需要的是 heavy copper pcb（通常指銅厚超過 3oz 的板子）。

厚銅板的製造代價

你要知道，銅愈厚，蝕刻液在側面「偷吃」的狀況就愈嚴重（也就是所謂的側蝕）。這會導致你原本設計的 PCB 走線寬度在出廠時變窄了。

• DFM 警告：如果你選用了 4oz 的厚銅，你的線間距（Clearance）絕對不能設得太小。如果你還想在厚銅板上跑 0.5mm 間距的 BGA，工廠會直接退單。厚銅 PCB 適合大開大闔的電力佈局，而不是精細的數位訊號路徑。

圖2. Heavy Copper PCB 蝕刻剖析與側蝕現象示意圖

四、暴力提升載流能力（PCB Current Carrying Capacity）

如果你發現空間塞不下了，銅厚也加到工廠極限了，但 PCB 載流能力 還是差那麼一點點，這裡有幾個老工程師壓箱底的「黑科技」：

1.  露銅吃錫 (Solder Augmentation)

在 Layout 時，於大電流走線上「不蓋綠油（阻焊漆）」，讓這條銅皮直接裸露。在過回流焊（Reflow）時，焊錫會附著在上面。

• 原理：焊錫的導電率雖然不如純銅，但它極大地增加了導體的截面積。這招對於解決局部發熱特別管用。

2.  縫合過孔 (Via Stitching)：

多層板上，把第一層、第二層甚至所有層的相同電源軌重疊，並打上密密麻麻的過孔（Vias）。

• 作用：這就像是把單線道改成四線道高速公路。過孔本身也能充當「散熱煙囪」，將內層的熱量導引到大面積的表層銅皮上散發掉。

3.  外掛銅條與 Bus Bar

當電流大到連 PCB 都無法承載時，最後的手段就是在 PCB 上預留焊點，直接焊接實心的銅條（Bus Bar）。這在工業電源跟電焊機設計中非常常見。

五、趨膚效應與瞬態熱應力

隨著氮化鎵（GaN）器件的廣泛應用，電路開關頻率顯著提升。此時不僅需考慮直流狀態下的 PCB 載流能力，還必須重視高頻環境下的趨膚效應。

當電流頻率升高時，電荷會逐漸集中於銅箔表面流動，導致導體有效導電截面積大幅減小。這使得基於直流條件計算的 PCB 走線寬度，在高頻開關電源應用中往往存在安全隱患。此外，電機啟動時產生的大突入電流會引發劇烈的瞬態熱應力，若銅箔厚度不足，反覆的熱脹冷縮將導致焊點出現微裂紋，這是業界公認最難排查的潛在品質缺陷。