PCB 厚度对电气性能的影响：从阻抗到信号传输的 “精准把控”

PCB 的核心功能是传输电气信号与电能，而厚度直接影响电气性能的关键指标 —— 阻抗控制精度、信号传输损耗、电流承载能力、绝缘性能。例如，基材厚度偏差 0.1mm 可能导致射频线路阻抗偏差 ±3Ω（远超 ±1Ω 的标准要求），铜箔厚度不足会导致大电流线路发热超标。若忽视厚度对电气性能的影响，会引发信号失真、设备故障甚至安全隐患。今天，我们聚焦 PCB 厚度对四大电气性能的具体影响，结合参数计算、行业标准与实际案例，帮你精准把控厚度与电气性能的关联。

一、对阻抗控制精度的影响：基材厚度是核心变量

阻抗是 PCB 线路的关键电气参数（如射频线路 50Ω、高速差分对 100Ω），阻抗精度直接影响信号反射与传输效率，而 PCB 厚度中的 “基材厚度” 是阻抗计算的核心变量。

1. 阻抗与基材厚度的关联逻辑

以常见的 “微带线”（外层线路）为例，阻抗计算公式为：

Z? = (87 / √(Dk + 1.41)) × ln(5.98h / (0.8w + t))

其中，h 为基材厚度（线路与接地平面的距离），w 为线路宽度，t 为铜箔厚度，Dk 为基材介电常数。

公式表明：在 Dk、w、t 固定时，基材厚度 h 越大，阻抗 Z?越高 ——h 每增加 0.1mm，阻抗约升高 3-5Ω（视 Dk 而定）。

2. 厚度偏差导致的阻抗问题

3. 解决方案与案例

二、对信号传输损耗的影响：铜箔厚度与基材厚度共同作用

信号传输损耗（插入损耗）包括介质损耗（基材导致）与导体损耗（铜箔导致），PCB 厚度通过 “铜箔厚度”（影响导体损耗）与 “基材厚度”（影响介质损耗）共同影响损耗值。

1. 铜箔厚度对导体损耗的影响

2. 基材厚度对介质损耗的影响

三、对电流承载能力的影响：铜箔厚度决定 “载流上限”

PCB 线路的电流承载能力（安培数）与铜箔厚度正相关，厚铜箔可承载更大电流，避免线路过热烧毁，而铜箔厚度是 PCB 总厚度的重要组成部分。

1. 铜箔厚度与载流能力的关联

根据 IPC-2221 标准，常温下（25℃）不同铜箔厚度的载流能力如下：

2. 厚度不足导致的载流问题

四、对绝缘性能的影响：基材厚度决定耐压上限

PCB 的绝缘性能（耐电压、绝缘电阻）与基材厚度正相关，厚基材可承受更高电压，避免击穿短路，尤其在高压设备（如电源板）中至关重要。

1. 基材厚度与耐电压的关联

根据 IEC 60664 标准，FR-4 基材的耐电压约为 20-30kV/mm（常温），即：

2. 厚度不足导致的绝缘问题

PCB 厚度通过基材与铜箔厚度，直接影响阻抗、损耗、载流与绝缘四大电气性能。设计时需根据电气需求选择合理厚度，避免因厚度偏差导致性能失效。