背景:兩種常見的散熱設計思路
在大電流或高功率器件應用中,散熱和載流能力是PCB設計中必須解決的難題。常見的兩種思路分別是:
厚銅板方案:通過整體增加銅箔厚度(如3oz、6oz甚至更高),增強導熱和載流能力。
埋嵌銅塊方案:在局部高熱區域嵌入銅塊,形成點對點的快速散熱通道。
設計人員經常會糾結,到底該用厚銅板,還是埋嵌銅塊?
厚銅板方案:整體增強,但不夠“精準”
厚銅板的最大優點在于整體性能提升:
優點:電流承載能力強,適合大面積走線;熱量能在較大范圍內擴散。
典型應用:電源轉換器、大電流電機驅動、充電樁控制板等。
挑戰:
制程難度大,蝕刻精度下降,容易導致線寬線距失控;
多層板壓合不易,可靠性下降;
在某些局部熱點場景下,銅厚增加帶來的溫降有限。
換句話說,厚銅板適合“全局型”散熱和載流,但在局部高熱點上,提升效果并不一定顯著。
埋嵌銅塊方案:直擊熱點,但增加工藝復雜度
埋嵌銅塊屬于“靶向治療”——只在發熱源下方嵌入銅塊。
優點:局部導熱路徑極短,可以顯著降低器件結溫;適合解決LED、MOSFET、功率放大器這類局部高熱問題。
典型應用:高功率LED照明、電源模塊、汽車電子功率單元。
挑戰:
加工工藝要求高,銅塊與基板間如果存在氣隙,熱阻反而增加;
熱膨脹系數差異會帶來應力問題,長期可靠性需驗證;
成本高于普通厚銅板。
因此,它的優勢是“局部精準”,但整體散熱依賴于板材和外部結構的配合。
如何選擇?
從實際工程角度,選擇取決于熱源分布和系統設計目標:
熱源分布廣泛、大電流路徑長 → 厚銅板更合適。
單點高功率器件、需要快速導熱 → 埋嵌銅塊效果更佳。
混合應用:有時兩種方案會結合使用,例如在電源板上采用厚銅走大電流,再在關鍵MOSFET位置埋入銅塊,形成局部“散熱窗口”。
隨著高功率密度電子產品的發展,單一方案很難完全滿足需求。越來越多的設計正在探索厚銅+埋銅塊的混合策略,甚至轉向金屬基板或陶瓷基板來應對更嚴苛的散熱要求
審核編輯 黃宇
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