铜层是PCB散热的核心载体，铜厚与铜箔布局的散热设计技巧

    如果说基材是地基，那么 PCB 中的铜层就是散热的 “主干道”，是热量从元器件传导至 PCB 表面、再散出到外界的核心载体。在实际 PCB 设计中，铜层的厚度、铜箔的布局方式，直接决定了热量传导的效率，很多时候产品的散热问题，都能通过优化铜层设计得到有效解决。

 

首先来说PCB 铜厚的选择，这是铜层散热设计的基础。PCB 的铜厚通常用 “盎司（oz）” 来表示，1oz 铜厚对应的实际厚度约为 35μm，常见的铜厚有 0.5oz、1oz、2oz、3oz，甚至更高的 5oz、8oz，铜厚越厚，铜层的横截面积越大，电阻越小，热量传导能力越强，同时散热面积也更大，能更快地将元器件产生的热量分散开来。

 

0.5oz 铜厚（约 17.5μm）主要用于低功耗、高密度的精细线路板，比如手机、智能手表等消费类电子产品的 PCB，这类产品的元器件体积小、功耗低，对 PCB 的轻薄化要求高，0.5oz 铜厚能满足精细布线的需求，同时基本的散热需求也能得到满足；1oz 铜厚是目前最通用的选择，适用于大部分普通功耗的 PCB，比如办公设备、普通工业传感器、中小功率电源等，兼顾了线路承载能力、散热性和工艺性，是性价比最高的铜厚选择；2oz 及以上的厚铜层，则主要用于大功率 PCB 设计，比如新能源汽车电子、工业电源、光伏逆变器等，这类产品的功率管、芯片等元器件发热量巨大，2oz 以上的厚铜能大幅提升热量传导效率，快速将局部热量分散到整个 PCB 板。

 

 

很多设计者会陷入一个误区，要么整板使用相同铜厚，为了散热盲目整板用厚铜，导致成本增加、PCB 重量上升，且精细布线难度加大；要么整板用薄铜，导致高热区热量无法散出。正确的做法是，根据元器件的功耗分布，对 PCB 进行分区设计，在芯片、功率管、整流桥等高热功耗元器件的焊盘周围、引脚连接区域，采用 2oz~3oz 的厚铜，而在低功耗的信号区、控制区，仍使用 1oz 的普通铜厚，这样既解决了局部高热问题，又能控制成本和工艺难度。

 

这是铜层散热设计的核心，关键在于让铜箔形成 “连续、通畅的散热路径”，避免热量在局部堆积。首先，最基础也是最有效的方式，就是大面积铺铜，包括顶层、底层的整板铺铜，以及内层的铺铜。大面积铺铜能大幅增加 PCB 的散热面积，将元器件产生的热量快速分散到整个 PCB 板，同时铺铜还能降低 PCB 的接地电阻、减少电磁干扰，一举多得。在铺铜时，要注意将铺铜与元器件的焊盘、引脚可靠连接，对于贴片元器件，可通过热焊盘、过孔将元器件的热量传导至内层铜箔和对面铜箔，形成多层散热通道。

 

散热焊盘能增加元器件与 PCB 铜层的接触面积，让热量更快地从元器件引脚传导至铜层；而多过孔则能将顶层（或底层）的热量传导至内层铜箔和对面铜箔，利用 PCB 的多层结构进行散热，过孔的数量建议不少于 3 个，过孔的直径可根据 PCB 工艺选择 0.3~0.5mm，孔壁镀铜要保证厚度，确保热量传导的可靠性。

 

第三，避免铜箔出现窄颈和断点，这是很多设计者容易忽略的细节。如果铜箔在某一位置突然变窄，就会形成热量传导的 “瓶颈”，热量会在窄颈处堆积，导致局部温度升高；而铜箔的断点则会直接切断散热路径，让热量无法继续传导。因此，在布线时，高热元器件引脚的连接铜箔要保证足够的宽度，一般建议功率线路的铜箔宽度不小于 1mm，对于大电流、高功耗线路，铜箔宽度要进一步增加，同时要保证铜箔的连续性，避免不必要的断点和窄颈。

 

另外，分区铺铜与隔离也是高功率 PCB 散热设计的重要技巧。对于同时包含功率区和信号区的 PCB，要将功率区和信号区分开铺铜，功率区采用厚铜、大面积铺铜，信号区采用普通铜厚、精细铺铜，同时在两个区域之间进行适当的隔离，避免功率区的高温影响信号区的元器件性能，同时也能减少功率区的电磁干扰对信号区的影响。分区铺铜时，要注意在隔离处预留散热通道，让功率区的热量能通过 PCB 边缘散出，而不是被信号区阻挡。

 

在实际设计中，铜层的散热设计还需要结合 PCB 的层数来考虑。多层 PCB 的散热效果远优于单层、双层 PCB，因为多层 PCB 可以利用内层铜箔形成 “立体散热网络”，将热量从顶层的高热元器件传导至内层各层铜箔，再通过底层散出，大幅提升散热效率。对于大功率 PCB，建议至少设计 4 层板，其中两层作为电源层和地层，采用大面积铺铜，既满足电源和接地需求，又能发挥散热作用。

 

最后给大家一个实操检查技巧：在完成 PCB 铜层设计后，用设计软件的铜箔分析功能，查看高热功耗区域的铜箔厚度、宽度和连续性，模拟热量传导路径，检查是否存在散热瓶颈和断点；同时结合元器件的功耗数据，估算铜层的热量传导能力，确保能满足散热需求。如果条件允许，还可以通过热仿真软件对铜层设计进行仿真分析，提前发现问题并优化。

 

    铜层作为 PCB 散热的核心载体，其设计的合理性直接决定了散热效果，而铜厚选择和铜箔布局的核心，就是 “按需设计、局部强化、路径通畅”。下一篇我们将聊聊元器件布局与 PCB 散热的关系，看看如何通过优化元器件的摆放位置，从源头减少热量堆积。