那個孔周圍的銅，當不了華司

把那場爭論公平地寫出來

第一個是另一個理由，而且是個好理由，底下沒有一句話在反對它。 另外兩個看起來像互相矛盾，其實不是，因為 它們在講的是兩個不同的量。 其中一個量是算術，就從那裡開始。

分散荷重是剛度的問題，而剛度走三次方

華司之所以能分散荷重，是因為它在彎曲上夠硬，可以在底下的材料屈服之前 把力從頭部往外帶。單位寬度的彎曲剛度隨 E × t³ 走，而那個三次方決定了這場爭論。 取銅約 117 GPa、1,6 mm 的板約 20 GPa：

所以在被指名的那個機制上，也就是「像華司那樣分散荷重」， 反駁的那一方是對的，而且對了四個數量級。 那不是一個實務經驗可以翻過來的接近判決。那是三次方。

那個觀察真正可能在講的是別的

說銅有幫助的那個人，並不是在描述一場關於彎曲剛度的實驗。 沒有那片銅，螺絲頭壓的是防焊漆蓋著的硬化樹脂；有那片銅，頭壓的是退火過的銅。 哪一種表面比較撐得住一顆被鎖緊的頭，那是 接觸與表面的問題，不是分散荷重的問題； 兩者會被混在一起，是因為它們最後都以「板子被弄壞了」這句話收尾。

我們兩個方向都查不到願意引用的量測， 所以本頁不會告訴你那片銅有幫助，也不會告訴你它沒有。 本頁要說的是：那串裡的爭論從頭到尾就不是在講同一個量， 這也是為什麼兩邊誰都說服不了誰。

那串裡沒有人去拿的那個數字

如果擔心的是螺絲把基材弄壞，那要看的量是頭部實際壓在多大的面積上。 用本站在別處用的同一套方法，也就是標準的最小承壓面直徑對上 ISO 273 的餘隙孔：

一整顆 M3 的頭，壓的是大約十一平方毫米。 那就是夾持載荷抵達板子的整個接觸面， 也就是為什麼一片華司改變得了局面，而一層箔不行。

而標準其實早就回答了那個被問的問題。平華司有三種外徑系列， 而大系列的存在理由，用本站先前的說法，是 給軟材料與過大的孔用的，外徑大約是公稱直徑的三倍。 基材正是軟材料。 圖面上要寫哪一個華司系列 是一個有答案的決定，而那個答案不是一片銅。

放上板子之前值得再加的兩件事

• 那片銅如果是接著的，那就是另一種設計。金屬螺絲穿過接地的銅面、鎖進金屬柱，那是一條刻意的路徑，不是裝飾，而它應該被畫出來，不是被繼承下來。絕緣華司對電氣那一側做了什麼、它改變的是兩個距離裡的哪一個，見沿面距離，不是空氣間隙
• 華司是一次接合變更，不是一個配件。加一片會改變夾持長度、夾持路徑上的表面，以及摩擦，而那正是大家會跳過的部分。在這裡，華司的材質與硬度等級比它的直徑更要緊，因為一片比它上下兩邊都軟的華司會直接變形，你算出來的那個面積就沒了

「極限在材料不在扣件」這個軟母材問題的一般形式，見 鎖進塑膠； 上面那組承壓面積用的方法，完整寫在 那顆頭比你以為的小。

至於你能伸手拿哪一種華司，選擇比看起來窄： 三份平墊圈標準裡只有一份說了墊圈是幹嘛的， 而最寬的那一種也是最軟的，涵蓋範圍只到性質等級 6.8。

這一篇屬於第 3 步，頭型。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件；至於為什麼順序做反了是重工而不是微調，見指定一顆螺絲。

常見問題

螺絲孔周圍的銅可以保護 PCB 嗎？

不是靠分散荷重，而那正是通常被主張的機制。彎曲剛度隨厚度的三次方走，所以 1,6 mm 板子上 35 微米的 1 oz 銅箔，大約只貢獻它彎曲剛度的萬分之六，而銅要大約 0,9 mm 厚才追得上那塊板。至於「頭壓在銅上、而不是壓在防焊漆蓋著的樹脂上」會不會改變表面損傷，那是另一個問題，我們兩個方向都查不到願意引用的量測。

一顆小螺絲的頭實際上壓在多大的面積上？

比大家想的小。用 M3 頭部標準的最小承壓面直徑 5,07 mm，對上 ISO 273 中等餘隙孔 3,4 mm，承壓面積大約是十一平方毫米。那就是夾持力抵達板子的整個接觸面，也就是為什麼加一片華司改變得了局面，而加一層箔不行。

基材上的螺絲底下該用哪一種華司？

平華司有三種外徑系列，而大系列存在的理由就是給軟材料與過大的孔用的，外徑大約是公稱直徑的三倍。在 M3 上，那大約是裸頭承壓面積的五倍。用標準編號來指定，不要用尺寸；材質與硬度等級也要一起指定，因為一片比它上下都軟的華司會變形，然後把你算出來的面積還回去。

那留著那圈銅還有沒有好理由？

有，而且來源討論串票數最高的那則就給了一個跟力學無關的：它標記出孔要開在哪。如果那片銅接到某個平面，它同時也是一條穿過螺絲與銅柱的刻意電氣路徑，而那是一個應該被畫出來、而不是從預設值繼承下來的設計決定。這兩個都不是「分散荷重」那個主張。

為什麼那場爭論的兩邊聽起來都對？

因為他們爭的不是同一個量。一邊在講分散荷重，那是彎曲剛度的問題，由厚度的三次方決定。另一邊在講頭部接觸到的那個表面會怎樣，那是接觸的問題。兩者最後都以「板子被弄壞了」這句話收尾，這就是為什麼那場爭論可以一直進行下去，而兩邊對自己那個機制其實都沒有講錯。

參考資料

• ISO 14579:2011 —— 六葉槽內六角圓柱頭螺釘；Table 1，上面用的最小承壓面直徑出自這張表
• r/AskElectronics —— 本篇的起點，含那則「像華司」的說法、反駁，以及「理論輸給經驗」那一則

剛度的比較是我們自己的算術，用兩個彈性模數與兩個厚度就能重算。那兩個模數是典型值，不是標準值：銅約 117 GPa、玻纖環氧基材面內約 20 GPa，而基材的性質隨等級、織法與方向差異相當大。結論對這件事不敏感，因為那個比值差了四個數量級，模數要錯上千倍才會改變結果。銅箔的重量單位是業界慣例，不是標準。M3 的承壓面直徑 5,07 mm 出自 ISO 14579 Table 1，讀的是公開的預覽；3,4 mm 的餘隙孔是 ISO 273 中等系列，本站前一篇已列表。大華司系列那個數字是近似值：它來自「大約是公稱直徑三倍」這個敘述，不是表列的外徑，而圖面上應該寫標準編號，不是這個估計。本頁不引用任何基材的強度、抗壓極限或玻璃轉移溫度，因為我們手上沒有可引用的來源；基於同樣的理由，本頁對「那片銅能不能保護它覆蓋的表面」不表態。