大屏車(chē)機(jī) PCB 散熱設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)指南
來(lái)源：捷配
時(shí)間: 2025/11/06 09:26:30
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1. 引言?
隨著汽車(chē)車(chē)機(jī)向 12.3 英寸 + 大屏化升級(jí)，PCB 功率從傳統(tǒng) 15W 增至 30W 以上，高溫環(huán)境（儀表臺(tái)溫度可達(dá) 70℃）下散熱問(wèn)題凸顯 —— 行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，未做散熱優(yōu)化的大屏車(chē)機(jī)，高溫死機(jī)率超 18%，某車(chē)企曾因車(chē)機(jī) PCB 過(guò)熱，導(dǎo)致用戶投訴率上升 40%，召回成本超 2000 萬(wàn)元。車(chē)機(jī) PCB 需符合AEC-Q100 Grade 2 標(biāo)準(zhǔn)（工作溫度 - 40℃~105℃），散熱設(shè)計(jì)是核心保障。捷配深耕車(chē)機(jī) PCB 領(lǐng)域 9 年，累計(jì)交付 600 萬(wàn) + 片大屏車(chē)機(jī) PCB，高溫死機(jī)率控制在 0.5% 以內(nèi)，本文拆解散熱設(shè)計(jì)核心原理、車(chē)規(guī)級(jí)方案及量產(chǎn)驗(yàn)證，助力解決大屏車(chē)機(jī)過(guò)熱問(wèn)題。?
2. 核心技術(shù)解析?
大屏車(chē)機(jī) PCB 散熱性能取決于三大核心要素，需符合IPC-2221 車(chē)規(guī)附錄對(duì)熱管理的特殊要求：?
一是基材熱導(dǎo)率，普通 FR-4 基材熱導(dǎo)率僅 0.25W/m?K，無(wú)法滿足 30W 功率散熱，車(chē)規(guī)大屏車(chē)機(jī)需選用熱導(dǎo)率≥0.35W/m?K 的基材 —— 捷配測(cè)試顯示，熱導(dǎo)率 0.35W/m?K 的基材比普通 FR-4，PCB 表面溫度低 12℃；二是銅厚與散熱過(guò)孔，車(chē)機(jī) PCB 銅厚需≥2oz（70μm），散熱過(guò)孔直徑≥0.3mm，孔密度≥5 個(gè) /cm²，按AEC-Q100-012 標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)孔散熱效率比無(wú)過(guò)孔提升 40%；三是布局集中度，CPU、GPU 等高熱器件（功耗≥5W）需分散布局，間距≥8mm，避免局部熱點(diǎn)溫度超 105℃，符合ISO 16750-4（道路車(chē)輛電氣及電子設(shè)備環(huán)境條件和試驗(yàn)）第 5.2 條款。?
主流車(chē)規(guī)散熱基材中，生益 S1000-2（熱導(dǎo)率 0.35W/m?K，Tg=175℃）適配 12.3 英寸普通大屏車(chē)機(jī)；羅杰斯 RO4835（熱導(dǎo)率 0.6W/m?K，介電常數(shù) 3.48）適用于帶 4K 顯示的高功率車(chē)機(jī)（功耗≥35W），兩者均通過(guò)捷配 “車(chē)規(guī)基材認(rèn)證”，可直接量產(chǎn)。?
3. 實(shí)操方案?
3.1 散熱設(shè)計(jì)三步法（操作要點(diǎn) + 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) + 工具 / 材料）?
- 基材選型：根據(jù)車(chē)機(jī)功率匹配基材 ——12.3 英寸普通大屏（30W）選生益 S1000-2，4K 大屏（35W+）選羅杰斯 RO4835，需通過(guò)捷配熱導(dǎo)率測(cè)試（用激光閃射儀 JPE-Laser-Heat-200 測(cè)試，熱導(dǎo)率偏差≤±0.02W/m?K）；?
- 布局與過(guò)孔設(shè)計(jì)：高熱器件（如高通 8155 芯片）分散布局，間距≥8mm，器件下方鋪設(shè) 2oz 銅皮（面積≥器件 1.5 倍），每 cm² 打 5 個(gè)散熱過(guò)孔（直徑 0.3mm，孔壁銅厚≥20μm），用捷配 PCB 熱仿真工具（JPE-Heat-Sim 3.0）驗(yàn)證，熱點(diǎn)溫度需≤100℃；?
- 輔助散熱結(jié)構(gòu)：PCB 背面貼 0.2mm 厚鋁基板（熱導(dǎo)率 200W/m?K），通過(guò)導(dǎo)熱硅膠（導(dǎo)熱系數(shù)≥3.0W/m?K，選用貝格斯 Sil-Pad 2000）粘接，固化溫度 80℃±5℃，固化時(shí)間 30min，捷配 SMT 產(chǎn)線可同步完成粘接工藝。?
3.2 散熱驗(yàn)證與量產(chǎn)管控（操作要點(diǎn) + 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) + 工具 / 材料）?
- 樣品測(cè)試：每批次首件送捷配環(huán)境實(shí)驗(yàn)室，按AEC-Q100 Grade 2 做高溫測(cè)試（105℃持續(xù) 1000h），PCB 表面溫度需≤105℃，用紅外熱像儀（JPE-IR-500）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，溫度超標(biāo)率需 0%；?
- 量產(chǎn)監(jiān)控：批量生產(chǎn)中，每 1000 片抽檢 20 片測(cè)試熱阻（≤5℃/W，按IPC-TM-650 2.6.2.1 標(biāo)準(zhǔn)），過(guò)孔導(dǎo)通率需 100%（用飛針測(cè)試機(jī) JPE-Flying-800 檢測(cè)）；?
- 材料管控：基材與生益、羅杰斯簽訂 “車(chē)規(guī)專供協(xié)議”，每批次提供 AEC-Q200 認(rèn)證報(bào)告；鋁基板選用車(chē)規(guī)級(jí) 5052 鋁合金，禁止混用普通鋁基板，捷配原料倉(cāng)庫(kù)實(shí)行 “車(chē)規(guī)分區(qū)管理”，避免交叉污染。?
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大屏車(chē)機(jī) PCB 散熱設(shè)計(jì)需以 AEC-Q100、ISO 16750 為基準(zhǔn)，從基材熱導(dǎo)率、布局過(guò)孔到輔助結(jié)構(gòu)形成閉環(huán)，核心是控制熱點(diǎn)溫度≤105℃。捷配可提供 “車(chē)機(jī) PCB 專屬服務(wù)”：熱仿真預(yù)驗(yàn)證、車(chē)規(guī)級(jí)材料溯源、高溫環(huán)境測(cè)試，確保散熱性能達(dá)標(biāo)。
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