设计指南

厚铜板过孔载流:RFQ 里只写铜厚,还缺三个输入

PCB168 Editorial Team·
厚铜板过孔载流:RFQ 里只写铜厚,还缺三个输入

你声明了 6 oz 成品铜。供应商报了价、接了单、做了板。然后板子比热仿真预期更热,而热点不在任何

一条走线上——它在换层的地方。

铜厚是一个面内规格。 它描述的是某一层表面上有多少铜,因此它管的是这一层上的走线能带多少电流。

可是电流一旦要在层间移动,它就完全不走那层铜了,而是改走另一种导体:孔内壁上那层镀铜。那层孔壁

不是你订的铜厚做出来的,是一道电镀工序做出来的——而这道工序的厚度、孔的数量、是否填充,都由供应商

的默认值决定,因为你的 RFQ 里没有任何一句说了别的。

本文要补的就是这个缺口。不是"一个过孔能过多少安培"——那个答案属于你的电气工程师和你的验收标准。

这里要回答的是采购的问题:**哪些输入必须出现在 RFQ 里,才能让换层这一段成为一个被声明、可报价、

可验证的条目,而不是一个默认值。**

为什么"铜厚 = 载流能力"在换层处失效

厚铜订单通常写成一个数字加一个单位:铜厚,oz 或 µm,有时附一句说明它指基铜还是成品铜。这个数字做了

很多实事:它定下面内截面积,它决定蚀刻与电镀的工作量,它牵动基材与层压的决策,而且当报价看起来偏高

时,双方争的就是它。

它唯一做不到的,是跟着电流走完整块板。

把一块大电流板上的电流路径看成串联的三段:

  1. 进入层的面内段。 由你的铜厚与走线几何决定。
  2. 换层段。 电流离开平面,穿过镀通孔——走的是孔壁,加上孔里填的东西(如果填了)。
  3. 出去层的面内段。 又回到铜厚管辖范围。

第 1 段和第 3 段由你的订单规定。第 2 段没有任何人规定——除非你去规定。而第 2 段又是三段里最窄的

一段,差距很大:孔壁是圆柱面上的一层镀膜,不是一块压延铜。串联电路由最差的一段决定上限。你可以给

第 1、3 段订目录上最厚的铜,而板子真正的极限仍然落在一段没人声明过的第 2 段上。

这就是为什么厚铜板的热问题往往出在换层处而不是走线上。走线是按你选的数字做的,换层是按别人替你选的

数字做的。

缺掉的三个输入

输入一:孔壁镀铜厚度,必须独立于铜厚单独声明

形成孔壁的那层镀铜,是在一道同时也会给外层表面加铜的工序里完成的。这个耦合关系正是混淆的来源:买方

会以为既然电镀会给表面加铜,那么把表面铜总量规定了,孔壁自然也就定了。并不会——至少不会定成一个能

当合同条款用的东西。同一个表面铜数值可以由不同的"起始铜箔 + 电镀量"组合凑出来,而这些组合在板子深处

一个竖直孔壁上留下的厚度并不相同。

所以孔壁镀铜厚度必须作为一个独立条目写出来。让这个声明"管用"而不只是"好看",要满足三点:

  • 它指的是孔壁,不是表面。 "镀通孔孔壁最小铜厚"和"外层成品铜厚"是两个不同的量。如果你的 RFQ 里

只有后者,你就没有规定前者。

  • 它是最小值,不是目标值。 电镀沿孔深分布不均。只给一个名义值而不给最小值,是不可审核的——任何

一次测量都可以被解释为"偏离名义值"。最小值才是一条通过/不通过的线。

  • 它说明最小值在哪里成立。 孔壁厚度随孔深变化,也随孔在整幅板上的位置变化。一个没有位置规则的

最小值,等于把测量点交给了报数的那一方。

数值本身从哪来?不是从本文来,也不是从供应商的宣传页来。它来自两个地方之一:你的电气/热分析给出的

换层处所需导体截面积,或者你的项目所依据的验收标准与等级对该等级镀通孔铜厚规定的最小值。采购的职责

不是去发明这个数,而是确保你们工程团队本来就在依赖的那个数,被写进供应商实际报价所依据的那份文件里

——并且在它缺失时能发现,而缺失恰恰是常态。

输入二:过孔数量、间距与排布——以及这个决定归谁

换层很少只经过一个孔,通常是一组孔,而这一组的行为并不等于"一个孔乘 N"。

这一组有三个属性在商务上要紧,因为每一个都是供应商"要么照你的数据执行、要么替你决定"的东西:

  • 数量。 有多少孔承担这次换层。这是一个设计输出:它由所需截面积和单孔贡献推出来,应该在你的数据

里,而不是在供应商的判断里。

  • 间距与排布。 孔靠得近会彼此、以及与孔间的铜互相传热。间距同时牵动可制造性:厚铜板上的密集孔组,

钻孔与电镀行为和薄铜上的同一组并不相同。这是设计意图与工艺能力交汇的地方,也是 DFM 意见站得住脚的

地方。

  • 与周边铜的连接方式。 每个孔是直接接进铜面,还是通过受限的连接方式接入,会改变真正给换层供流的

铜量,也会改变装配行为。在厚铜板上这不是细节:周边铜体量很大,怎么连上去主导了局部热行为。

能让项目免于麻烦的边界很好说,却经常被越过:

> **数量与电气连接意图是买方拥有的设计输入。间距与排布由买方提出、供应商评审。这一组里没有任何一项

> 默认归供应商所有。**

当买方把过孔组写得不明确,而供应商"顺手优化"了它——合并了孔、改了连接方式、为改善电镀均匀性调了排布

——这个改动从制造角度可能完全合理,却同时打断了设计者算好的电流路径。所以这一组必须带一条明确指令出门:

是否允许偏离,若允许,经过什么审批。一条写明"电源换层区域的过孔数量与连接方式为功能性要求,未经书面

批准不得替代"的制造说明,加上去不费一分钱,却直接消掉了整类静默改动。

输入三:填充状态,按功能声明而不是按名称声明

"填充过孔"这个说法覆盖了好几种目的不同的工序,而在写 RFQ 时,目的比名称更要紧。

一个孔可以不填;可以用非导电材料填充并盖帽;也可以通过电镀达到不同程度的封闭。这些不是同一件事在一条

质量刻度上的高低档——它们服务不同目标,而供应商需要你给的恰恰是这个目标:

  • 如果目标是装配相关——防止焊料流失、允许焊盘压在孔上、避免助焊剂残留进孔——那么要紧的是封闭程度

与表面状态,规格应该落在装配与表面处理要求里。

  • 如果目标是换层处的电流或散热,相关的问题就变成:填充物是否有导电贡献,以及这个贡献是否被设计

依赖。

  • 如果目标是机械或外观,那就明说,因为它对导体毫无改变,不应该被允许暗示它有。

厚铜 RFQ 的典型失败方式,就是把"filled vias"当成一条不加限定的条目丢出去,让供应商自己推断目的。

如果供应商推断成"装配",而你的设计者假定的是"导电贡献",你会拿到一块满足每一条明文要求、却不是仿真里

那块板的板子。把功能声明出来,让工艺跟着功能走。

验收时哪些能证明、哪些证明不了

买方常想用一条检验条款解决第 2 段。这只能解决其中一部分,而知道是哪一部分,能省掉后面大量争执。

可在交付产品上测量,但须破坏: 孔壁铜厚靠切片读出。这意味着需要一个测试条(coupon)或一块牺牲板,

也就意味着它必须从下单起就在订单里——事后再要是要不到的,除非再做一批板。切片告诉你的是:那一个孔、

在那一张板、在那个位置上,长什么样。它是有力证据,但它是抽样,不是全查。

可非破坏测量,但只是间接: 成品板的通断与电阻测试能抓住明显的电镀失效和开路,但区分不出"刚好在

合格下限的孔壁"和"余量充足的孔壁"。把它当筛子,不要当厚度测量。

完全无法从交付板证明: 这一批里每一张板、每一个孔都达到了最小值。这正是买方容易越界的地方,而且值得

说直白话:一条做不到的条款会被双方默默忽略,于是谁也没被保障到。批次级的信心不来自多检板子,它来自过程

证据——电镀过程控制、供应商自己留的该批次 coupon 记录,以及把这些记录和你的板子连起来的可追溯性。如果

换层在功能上关键,要谈的是把这些证据作为交付物的获取权,而不是在板子上加一条更严的检验条款。

所以一个载流换层的验收包有三部分,而且三者性质不同:

你想知道的事 / 怎么建立 / 它不能告诉你什么
你想知道的事怎么建立它不能告诉你什么
孔壁铜厚达到声明的最小值订单中已声明的 coupon 或牺牲板切片该样本之外的孔的任何情况
批次内无明显电镀缺陷100% 板子的电气测试高出最小值多少的余量
该批次在受控状态下生产供应商的过程记录与批次 coupon 数据,作为文件提供你真正关心的任何单个孔

如果供应商对第三行有抵触,那在报价阶段就知道,总比在首件阶段才知道有用。

把这些变成 RFQ 栏位

上面所有内容的目的,是产出一份进文件的短清单,而不是一场更长的沟通。六个栏位就够:

栏位 / 填什么 / 归谁
栏位填什么归谁
孔壁最小铜厚带单位的最小值,以及它所依据的验收等级或分析买方(来自工程或标准)
测量位置规则最小值在孔深哪一段、在整幅板哪个位置上成立买方提出,供应商确认
载流换层区的过孔数量取自设计数据,并在制造说明里标为功能性要求买方
间距/排布/连接方式在数据里,并明写是否允许偏离买方提出,供应商评审
填充状态及其功能不填/填充加盖帽/电镀封闭,外加为什么买方
要求的证据coupon 切片、电气测试范围、须随货提供的过程记录买方提出,供应商报价

使用这张表有两点要说。第一,这里每一项都是可报价的——意味着留空不会让报价变简单,只会让它变成"未计价"。

活照样会干,只是你不知道按什么假设干的。第二,"归谁"那一列是避免这个问题演变成昂贵版本的关键。供应商

擅自改了一个归买方的条目,那是他的差错;供应商为一个买方从未声明的条目选了默认值,那不是。在 RFQ 里把

归属定下来,就是把一场未来的纠纷换成一次未来的变更单。

报价回来时追问的三句话

当你拿到厚铜报价、想知道第 2 段到底有没有被计价,下面三句能把"读懂了要求的供应商"和"套了模板的供应商"

分开:

  1. "你报价时按的孔壁最小铜厚是多少,在哪里测?" 按你声明的最小值报价的供应商,会把这个值连同测量

位置复述回来;按默认值报的,会用一个等级名称或一句泛泛的话回答。两种答案都有信息量。

  1. "如果你们 DFM 评审想改电源区的过孔数量、间距或连接方式,审批路径是什么?" 你在测的是变更控制

在你需要它之前是否已经存在。

  1. "随货会给哪些镀通孔铜厚的证据,加一个 coupon 切片要多少钱?" 如果这是作为增项计费的,你要的是

现在、在报价阶段就定下来,而不是在首件讨论之后再谈。

这三句都不要求供应商披露工艺细节,它们只用来确认:换层这一段在这份报价里是一个被声明的条目,还是报价

内部的一个假设。

它与你铜厚规格的其余部分如何划界

本文刻意只覆盖电流路径的一段。有三个相邻决策在别处规定,把它们分开,每一个才答得清:

  • 你的铜厚数字指基铜还是成品铜,是关于这个数字本身的面内问题,也是厚铜采购单里最常见的预期错位

来源。见

成品铜厚与基铜在 PO 中的声明。

  • 你的设计所处的 4 oz 这一档是否带来工艺后果,讲的是铜厚档位,不是换层。见

4 oz 铜标准与厚铜门槛。

  • 这一切是否具有合同效力,取决于它是否落在报价所引用的那份文件里。规格书能做到这件事,邮件往来做不到。

见 制造规格书如何约束报价。

厚铜订单的数量与拼板经济性,见

订单数量与拼板价格阶梯。该产品族的能力背景在

厚铜 PCB 页面,上面六个栏位填好之后,可以通过

询价表单提交。

一句话版本

铜厚买到的是面内导体,在换层处它什么也买不到——那里的导体是一层由你没有规定过的工序做出来的镀铜孔壁。

三个输入能补上:带测量位置的孔壁最小厚度、被标为功能性并写明偏离路径的过孔组、按功能而非按名称声明的

填充状态。再加一个输入让它可核查:你要求的证据,在报价里被命名并计价,而不是在首件之后才去索取。

把它们填上,换层就成了你订的东西;留着空白,它就还是你收到的东西。

FAQ

声明了 6 oz 铜厚,是不是连孔里的铜也一起声明了?

没有。铜厚是面内规格,描述的是某一层表面上的铜。孔内的铜由电镀工序产生,是另一个量。同一个表面铜数值

可以由不同的"起始铜箔 + 电镀量"组合达到,而这些组合在竖直孔壁上留下的厚度并不相同。如果你的文件里只有

铜厚,孔壁就跑在供应商的默认值上。

载流换层用几个过孔,该由我们定还是供应商定?

你定。过孔数量由换层处所需导体截面积推出,那是电气设计输出。间距与排布可以合理地由供应商在 DFM 评审时

提意见,因为它们牵动钻孔与电镀行为。但过孔组里没有任何一项应该默认归供应商。把这些孔在制造说明里标为

功能性要求,并写明偏离是否需要书面批准。

我们能不能只写"filled vias",让供应商自己选方法?

只有在你不在意填充起什么作用时可以。"填充"覆盖了不填加盖帽、非导电填充、以及不同程度的电镀封闭,它们

服务的目标不同——装配保护、导电或散热贡献、机械或外观需求。把功能声明出来。如果设计者假定填充对换层

有贡献,而供应商把这条读成装配要求,你会拿到一块满足每一条明文要求、却不是仿真里那块板的板子。

收到板之后,孔壁铜厚怎么验?

厚度本身靠切片读,而切片需要一个从下单起就声明在订单里的 coupon 或牺牲板。100% 板子的电气测试能筛出

明显的电镀缺陷与开路,但区分不出刚好在合格下限的孔壁和余量充足的孔壁。批次级的信心来自过程证据——电镀

控制、供应商该批次的 coupon 记录、以及把记录与你的板子连起来的可追溯性——而不是多检几块板。

引用一个验收等级,能不能替代写明最小值?

引用等级比什么都不写要好,对很多项目来说也是正确依据——但它要完整,前提是双方对"哪个等级、哪个版本、

孔适用哪一级性能要求"有一致理解。如果换层在功能上关键,就在等级引用之外同时明写最小值,并写明在哪里测。

一个没有测量位置的等级名称,仍然把测量点留给了报数的那一方。

供应商不肯报 coupon 切片怎么办?

把它当信息看,而不是当否决条件,并且要在报价阶段拿到、不要等首件之后。有的供应商把 coupon 作为增项计费,

有的按等级包含,有的在小批量上不提供。关键是在下 PO 之前就知道是哪种,因为事后再加 coupon 意味着再做一批板。

如果换层确实关键、而任何价钱都拿不到证据,那是供应商选择的输入,不是规格问题。

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