电池 Pack PCB 热管理工艺指南：AEC-Q200 合规与热失控降 90%

一、引言

二、核心技术解析：电池 Pack PCB 热管理失效根源

1. 导热垫装配工艺缺陷：人工装配导热垫（厚度 0.5mm）时，压力不均（5-30N/cm²）导致导热垫压缩量偏差超 40%，局部热阻达 2℃/W（要求≤0.8℃/W），热量无法传递至散热板。AEC-Q200 要求导热垫装配压力偏差≤±10%，传统人工工艺难以满足。
2. 铜箔导热路径设计不足：Pack PCB 均衡电路铜箔宽度仅 1mm（20A 电流），铜厚 1oz，铜箔温升超 15℃，且未设计 “导热网格”，热量无法向边缘扩散，热点集中在电芯监测芯片区域（占比 70%）。
3. 量产热检测缺失：传统量产仅抽样 1% 进行热电偶测温，无法覆盖所有 PCB，导致 3% 的热分布超差 PCB 流入下游，埋下热失控隐患。AEC-Q200 要求 Pack PCB 出厂前 100% 热性能检测，传统方案效率低（测试时间＞30s / 片）。

三、实操方案：捷配电池 Pack PCB 热管理工艺步骤

3.1 自动化导热垫装配

• 操作要点：① 设备选型：采用捷配全自动导热垫贴装机（精度 ±0.05mm），支持 0.3-1.0mm 厚度导热垫，装配压力稳定在 15±1N/cm²；② 压缩量管控：根据导热垫材质（如莱尔德 Tflex 300，压缩率 30%），设定装配高度（0.5mm 导热垫压缩后 0.35mm），偏差≤±0.02mm；③ 视觉检测：贴装后通过 CCD 视觉系统（分辨率 2000 万像素）检查导热垫位置偏差（≤±0.1mm），偏移超标的重新贴装。
• 数据标准：导热垫装配压力偏差≤±5%，热阻≤0.6℃/W，贴装良率≥99.8%。
• 工具 / 材料：捷配全自动贴装机、CCD 视觉检测系统、莱尔德 Tflex 300 导热垫（导热率 3W/m?K）。

3.2 铜箔导热路径优化

• 操作要点：① 铜箔设计：均衡电路铜箔宽度升级为 2mm，铜厚 2oz（70μm），电流 20A 时铜箔温升≤8℃；② 导热网格：在 PCB 边缘设计 “十字形” 导热铜箔（宽度 1.5mm），将热点热量向散热板边缘扩散，温度偏差缩小至 3℃以内；③ 工艺验证：每批次首件 PCB 进行温升测试（20A 电流，1 小时），热点温度超 65℃需优化铜箔设计。
• 数据标准：铜箔温升≤10℃（20A 电流），PCB 温度分布偏差≤3℃，满足 AEC-Q200 要求。
• 工具 / 材料：捷配铜箔温升计算工具、热电偶测温仪（精度 ±0.1℃），确保导热路径有效。

3.3 100% 热成像检测

• 操作要点：① 检测流程：Pack PCB 装配后，放入捷配全自动热成像检测线（速度 1.5 片 /min），模拟 20A 工作电流（通电 10min），采用 FLIR 红外相机（分辨率 640×512，帧率 30Hz）拍摄热分布图；② 判定标准：热点温度≤65℃，温度分布偏差≤3℃，超标的 PCB 标记并返工；③ 数据存储：每片 PCB 热成像图与测试数据上传至捷配质量追溯系统，支持客户查询。
• 数据标准：热成像检测覆盖率 100%，检测准确率≥99.9%，测试时间≤20s / 片。
• 工具 / 材料：捷配全自动热成像检测线、FLIR 红外相机、电流模拟测试工装。