一、引言

二、核心技術解析：PCB 溫升的根源與熱管理原理

2.1 消費電子 PCB 溫升的核心根源

2.2 熱管理設計的核心原理

2.3 捷配熱管理 PCB 的核心工藝支撐

三、實操方案：消費電子 PCB 熱管理全流程優(yōu)化步驟

3.1 材料選型：提升基材導熱與耐熱性能

• 操作要點：根據功率密度選擇高導熱、高 Tg 板材，核心器件區(qū)域可局部采用鋁基板。
• 數據標準：功率密度≥1W/cm² 時，選用鋁基板（熱導率≥1.2W/(m?K)），符合 IPC-4101 標準；功率密度 0.5-1W/cm² 時，選用高 Tg FR4 板材（Tg≥150℃，熱導率≥0.35W/(m?K)，如生益 S1130）；核心器件（如 MOS 管）下方可設計局部鋁基區(qū)域，熱阻降低 60%。
• 工具 / 材料：捷配熱管理板材選型表、熱導率測試儀（檢測板材導熱性能）。

3.2 結構設計：優(yōu)化熱傳導路徑

• 操作要點：加厚銅箔、設計大面積散熱鋪銅、增加散熱孔，縮短熱量傳導路徑。
• 數據標準：
  1. 銅厚選擇：電源回路銅厚≥2oz（70μm），散熱鋪銅銅厚≥1oz（35μm），根據 IPC-2221 第 6.4.1 條款，銅厚每增加 1oz，熱導率提升 30%；
  2. 散熱鋪銅：核心發(fā)熱器件周圍設計全鋪銅區(qū)域，面積≥器件封裝的 2 倍，鋪銅與器件焊盤直接連接，減少熱阻；
  3. 散熱孔：在散熱鋪銅區(qū)域密集布置散熱孔，孔徑 0.3-0.5mm，孔間距 2-3mm，數量≥10 個 /cm²，散熱孔采用金屬化工藝，提升導熱效率；
  4. 器件布局：發(fā)熱器件（如電感、MOS 管）間距≥5mm，避免熱疊加；高發(fā)熱器件靠近 PCB 邊緣，便于熱量擴散。
• 工具 / 材料：Altium Designer 熱分析模塊、捷配 PCB 結構設計規(guī)范。

3.3 工藝優(yōu)化：降低接觸熱阻與提升散熱效率

• 操作要點：優(yōu)化焊接工藝、采用熱電分離工藝，減少熱量傳遞過程中的熱損耗。
• 數據標準：
  1. 焊接工藝：選用 SnBiAg 焊料（熔點 138℃，熱導率 58W/(m?K)），較傳統(tǒng) SnAgCu 焊料熱導率提升 15%，焊點厚度控制在 0.15-0.2mm，接觸熱阻≤0.1℃/W，符合 IPC-J-STD-001 標準；
  2. 熱電分離工藝：高功率區(qū)域采用熱電分離銅基板，銅層與基材剝離設計，熱阻降至 0.5℃/W 以下，捷配安徽廣德基地支持該工藝量產；
  3. 阻焊優(yōu)化：核心散熱區(qū)域阻焊開窗，露出銅箔直接散熱，阻焊開窗面積≥散熱鋪銅面積的 80%。
• 工具 / 材料：勁拓回流焊設備（精準控制焊接參數）、捷配熱電分離工藝規(guī)范。

3.4 仿真與測試：驗證熱管理效果

• 操作要點：采用熱仿真工具預測溫升，通過實物測試驗證優(yōu)化效果，迭代調整方案。
• 數據標準：使用 ANSYS Icepak 仿真工具，輸入器件功耗、板材熱導率、結構參數，仿真誤差≤±10%；實物測試采用熱電偶測溫儀，測試核心器件結溫與 PCB 表面溫升，結溫需≤器件規(guī)格書上限（如 MOS 管結溫≤150℃），表面溫升≤40℃（消費電子安全標準）；捷配可提供高溫工況測試服務，通過 MU 可程式恒溫恒濕試驗機模擬實際使用環(huán)境。
• 工具 / 材料：ANSYS Icepak 仿真軟件、熱電偶測溫儀、捷配高溫測試實驗室。