1. 引言

工业电源向大功率（5kW-20kW）升级，厚铜PCB（3oz-5oz）因电流承载与散热双重优势成为核心，但散热不足导致的PCB寿命缩短问题突出——行业数据显示，厚铜PCB工作温度每升高10℃，寿命缩短50%，某工厂曾因10kW电源PCB温升超90℃，导致电源平均无故障时间（MTBF）从5万小时降至2万小时。工业电源PCB需符合**GB/T 19802（电源设备可靠性标准）** ，温升需≤60℃。捷配累计交付80万+片工业电源厚铜PCB，覆盖UPS、变频器等场景，本文拆解厚铜PCB热管理原理、散热设计及验证方案，助力提升电源寿命。

2. 核心技术解析

3. 实操方案

3.1 热管理设计三步法（操作要点 + 数据标准 + 工具 / 材料）

1. 热路径规划：用捷配热仿真工具（JPE-Thermal 4.0）模拟热量分布，确定 “器件 - 厚铜线 - 基材 - 散热片” 路径，大功率器件（如 MOS 管）下方需铺设 “铜皮散热区”（面积≥器件封装的 2 倍），3oz 铜厚散热区温度比无铜区低 18℃；
2. 材料选型：3oz-4oz 铜厚适配生益 S1130（导热系数 0.8W/(m?K)），5oz 铜厚选罗杰斯 RO4835（1.2W/(m?K)）；器件与 PCB 之间贴导热垫（厚度 0.2mm，导热系数 5W/(m?K)，选用贝格斯 Sil-Pad 2000），降低接触热阻；
3. 布线优化：厚铜线采用 “网格状” 布局（而非实心铜皮），网格间距 1mm-2mm，既保证导热又减少 PCB 重量；热敏感器件（如电容）与厚铜线间距≥5mm，避免受热点影响，参考IPC-2221 热布局指南。

3.2 散热验证与量产管控（操作要点 + 数据标准 + 工具 / 材料）

1. 样品测试：每批次首件送捷配热实验室，用红外热像仪（JPE-IR-800，分辨率 640×512）测试温升 —— 加载额定功率时，PCB 最高温度需≤60℃，热点温差≤15℃，符合GB/T 19802 标准；
2. 量产监控：批量生产中，每 1000 片抽检 5 片测试导热垫贴装质量（无气泡，贴合度≥95%），用热阻测试仪（JPE-Thermal-Res 300）测试器件与 PCB 的接触热阻，需≤0.5℃/W；
3. 工艺优化：厚铜 PCB 焊接温度比常规高 10℃（3oz 铜厚用 245℃，5oz 用 255℃），保温时间延长 5s，避免虚焊导致热阻增加，捷配 SMT 生产线配备温度补偿模块，确保焊接质量。