新能源汽車高壓 PCB 厚銅散熱設計
來源：捷配
時間: 2025/11/05 09:44:53
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1. 引言?
新能源汽車高壓系統(tǒng)（電池管理 BMS、電機控制器）需承載 100A + 大電流，厚銅 PCB（銅厚≥3oz）因低阻抗、高散熱特性成為核心載體 —— 但行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，60% 的高壓 PCB 故障源于散熱不足，某車企曾因 2oz 銅厚 PCB 在快充時溫升超 80℃，導致 BMS 模塊宕機，召回車輛超 2000 臺。厚銅 PCB 需符合IPC-2221（印制板設計標準）第 5.2.4 條款（厚銅電流承載要求）與AEC-Q200（汽車電子可靠性標準） ，捷配深耕汽車厚銅 PCB 領域 5 年，累計交付 60 萬 + 片 3oz-5oz 高壓 PCB，全部通過溫升測試（≤40℃@100A）。本文拆解厚銅散熱原理、銅厚選型及布局方案，助力解決高壓 PCB 過熱問題。?
2. 核心技術解析?
新能源汽車高壓 PCB 厚銅散熱的核心邏輯是 “銅厚與電流、溫升的匹配關系”，需滿足三大技術準則：?
一是電流承載與銅厚的關聯(lián)，按IPC-2221 第 5.2.4 條款，1oz 銅厚（35μm）在 25℃環(huán)境下可承載 5A 電流（溫升≤30℃），3oz 銅厚（105μm）可承載 15A，5oz 銅厚（175μm）可承載 25A—— 捷配實驗室測試顯示，BMS PCB 用 5oz 銅厚替代 3oz，100A 電流下溫升從 65℃降至 39℃；二是散熱路徑設計，厚銅 PCB 需通過 “銅皮鋪銅 + 散熱過孔” 構建路徑，過孔直徑≥0.6mm，間距≤5mm，按GB/T 4677（印制板測試方法）第 6.3 條款，過孔導熱效率需≥90%；三是基材耐熱性，厚銅 PCB 壓合溫度更高（180℃+），需選用 Tg≥170℃的基材，如生益 S1000-2（Tg=175℃，熱導率 0.35W/m?K），避免基材高溫老化。?
此外，高壓 PCB 厚銅易出現(xiàn) “銅厚不均” 問題，行業(yè)標準允許偏差 ±10%，捷配通過 “分步電鍍工藝” 將偏差控制在 ±5%，確保散熱均勻性 —— 銅厚偏差超 15% 時，局部溫升會增加 20%，直接影響 BMS 采樣精度。?
3. 實操方案?
3.1 厚銅散熱設計四步法（操作要點 + 數(shù)據(jù)標準 + 工具 / 材料）?
- 銅厚選型：按電流需求匹配銅厚 ——BMS 采樣 PCB（20A）選 3oz 銅厚，電機控制器 PCB（50A）選 5oz 銅厚，用捷配 “電流 - 銅厚匹配工具”（JPE-Current 3.0）計算，確保溫升≤40℃@額定電流；?
- 布局優(yōu)化：大電流路徑（如電源輸入線）采用 “全銅皮鋪銅”，線寬≥5mm（5oz 銅厚），避免直角布線（直角處電流集中，溫升增加 15%），參考AEC-Q200 Clause 6.3，用 Altium Designer 布局時標注 “厚銅區(qū)域”；?
- 散熱過孔設計：在銅皮區(qū)域均勻布置過孔，直徑 0.8mm，間距 4mm，過孔數(shù)量按 “1A/2 個過孔” 配置（50A 需 100 個過孔），過孔內(nèi)壁銅厚≥25μm（符合IPC-6012 Class 3 標準），捷配電鍍線（JPE-Plate-900）可實現(xiàn) 30μm 內(nèi)壁銅厚；?
- 基材與阻焊：選用生益 S1000-2 基材（Tg=175℃），阻焊劑用耐高溫型（280℃/10s 無脫落），如太陽油墨 PSR-4000，捷配阻焊工序采用 “厚膜印刷”，厚度≥25μm，提升散熱絕緣性。?
3.2 量產(chǎn)散熱驗證（操作要點 + 數(shù)據(jù)標準 + 工具 / 材料）?
- 溫升測試：每批次抽檢 20 片 PCB，按IEC 60068-2-2（環(huán)境測試標準） ，在 100A 電流下用紅外熱像儀（JPE-Thermo 500）測溫升，需≤40℃，不合格品追溯銅厚與過孔工藝；?
- 銅厚檢測：用金相顯微鏡（JPE-Micro 800）測試銅厚，3oz 銅厚實測需 95μm~115μm（偏差 ±10%），捷配每批次提供銅厚檢測報告；?
- 耐壓測試：高壓 PCB 需通過 1500V AC/1min 耐壓測試（無擊穿），符合GB/T 14598.3（電力系統(tǒng)繼電器標準） ，捷配耐壓測試臺（JPE-Voltage 600）可實現(xiàn)全檢。?
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新能源汽車高壓 PCB 厚銅散熱設計需以 “電流 - 銅厚 - 溫升” 匹配為核心，嚴格遵循 AEC-Q200 與 IPC-2221 標準，關鍵在于避免 “銅厚不足”“過孔稀疏” 兩大坑。捷配可提供 “厚銅 PCB 專屬服務”：3oz-10oz 銅厚定制、電流 - 溫升仿真（HyperLynx Thermal）、AEC-Q200 全項測試，確保設計落地性。
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