1. 引言
隨著手機快充功率從30W升級至120W,快充PCB的大電流承載能力成為核心瓶頸——行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,65W快充PCB若電流路徑設(shè)計不當(dāng),溫升會超60℃,某廠商曾因快充PCB過熱,導(dǎo)致充電時手機外殼溫度達(dá)58℃,觸發(fā)安全召回。手機快充PCB需符合**IPC-2221(印制板設(shè)計通用標(biāo)準(zhǔn))第5.2條款**,大電流路徑銅厚需≥2oz,溫升≤45℃(環(huán)境溫度25℃)。捷配累計交付1800萬+片快充手機PCB,覆蓋30W~120W功率段,本文拆解大電流承載的核心設(shè)計要點、材料選擇及量產(chǎn)溫控方案,助力解決快充PCB過熱問題。
手機快充 PCB 大電流承載的本質(zhì)是 “降低電流路徑阻抗,控制焦耳熱”,需聚焦三大技術(shù)要素,且需符合GB/T 4677 第 4.2 條款:一是銅厚選擇,電流與銅厚呈正相關(guān) ——1oz 銅厚(35μm)在 20A 電流下,溫升達(dá) 55℃;2oz 銅厚(70μm)溫升降至 38℃;3oz 銅厚(105μm)溫升僅 28℃,120W 快充(20V/6A)需≥2oz 銅厚,65W 快充(10V/6.5A)可選用 2oz 銅厚,符合IPC-2221 第 5.2.3 條款。二是電流路徑優(yōu)化,路徑長度每增加 10mm,阻抗會增加 0.01Ω,焦耳熱增加 0.6W(6A 電流下)—— 捷配實驗室測試顯示,路徑長度 50mm 時,溫升比 30mm 時高 12℃;路徑寬度需≥2mm(2oz 銅厚),寬度每減少 0.5mm,溫升增加 8℃。三是散熱輔助,快充 PCB 需搭配導(dǎo)熱墊(如萊爾德 Tflex 500 系列,導(dǎo)熱系數(shù) 5W/m?K),將熱量傳導(dǎo)至手機中框,未加導(dǎo)熱墊時,PCB 局部溫升超 50℃,加裝后可降至 35℃,符合IEC 62133(便攜式電池安全標(biāo)準(zhǔn))第 7.2 條款對充電溫度的要求。
- 銅厚確定:按快充功率選型 ——30W~65W 選 2oz 銅厚(70μm),80W~120W 選 3oz 銅厚(105μm),銅厚公差 ±5μm,用激光測厚儀(JPE-Laser-600)測試,每批次抽檢合格率≥99.5%;
- 路徑設(shè)計:電流路徑(如充電器 IC 到電池接口)長度≤30mm,寬度≥2mm(2oz 銅厚)、≥3mm(3oz 銅厚),避免直角布線(改為 45° 角),減少阻抗突變,用 Cadence Allegro 電流仿真工具驗證,路徑阻抗≤0.03Ω(65W 快充);
- 過孔強化:大電流路徑過孔直徑≥0.5mm,數(shù)量≥2 個(65W)、≥4 個(120W),過孔鍍銅厚度≥20μm,按IPC-TM-650 2.6.12 標(biāo)準(zhǔn)測試,過孔電流承載能力≥5A / 個;
- 散熱搭配:在快充 IC(如高通 PM8150)下方 PCB 鋪設(shè)導(dǎo)熱銅皮(面積≥10mm×10mm),搭配萊爾德 Tflex 500 導(dǎo)熱墊(厚度 0.2mm,導(dǎo)熱系數(shù) 5W/m?K),導(dǎo)熱墊壓縮率控制在 20%~30%,確保熱傳導(dǎo)效率。
- 溫升測試:每批次首件按IEC 62133 測試,65W 快充(持續(xù) 30min)PCB 溫升≤45℃,用紅外熱像儀(JPE-IR-900)檢測,熱點溫度超 50℃需整改;
- 銅厚檢測:每 500 片抽檢 10 片,用金相顯微鏡(JPE-Micro-500)觀察銅厚,偏差超 ±5μm 時,調(diào)整電鍍電流(電鍍時間增加 10%);
- 過孔可靠性:每批次做 “過孔熱循環(huán)測試”(-40℃~85℃,1000 次循環(huán)),按IPC-A-610G Class 3 標(biāo)準(zhǔn),過孔無開裂、鍍層無脫落,合格率 100%。
手機快充 PCB 大電流承載設(shè)計需以 “銅厚匹配 + 路徑優(yōu)化 + 散熱輔助” 為核心,關(guān)鍵在于平衡電流承載與 PCB 空間(手機內(nèi)部空間有限)。捷配可提供 “快充 PCB 定制服務(wù)”:銅厚按需定制(1oz~5oz)、電流路徑仿真、量產(chǎn)溫升全檢,確??斐浒踩?/div>
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