1. 引言

新能源汽车BMS（电池管理系统）PCB因需管理多电芯（如80V高压平台BMS需监控24节电芯），尺寸常达250mm×300mm，且集成大量功率元件（如MOS管、采样电阻），散热问题突出——某车企曾因BMS大尺寸PCB温升超85℃（设计上限65℃），导致MOS管寿命缩短至2年（设计寿命8年），召回成本超1.2亿元。BMS大尺寸PCB需符合**AEC-Q200（汽车电子元件可靠性标准）第4.6条款**，功率元件温升≤30K（环境温度25℃时，表面温度≤55℃）。捷配深耕新能源BMS PCB领域6年，累计交付70万+片BMS大尺寸PCB，温升合格率99.3%，本文拆解散热设计的敷铜方案、导热基材选型及热路径优化，助力解决BMS温升难题。

2. 核心技术解析

3. 实操方案

3.1 敷铜与基材设计

1. 敷铜优化：① 功率区（MOS 管、采样电阻区域）用 2oz 铜箔，敷铜面积≥元件封装面积的 3 倍（如 SO-8 封装 MOS 管，敷铜面积≥12mm²）；② 非功率区用 1oz 铜箔，敷铜覆盖率 60%~70%，确保与功率区覆盖率差异≤10%，用捷配敷铜设计工具 JPE-Copper 4.0 自动生成敷铜方案，规避翘曲风险；③ 敷铜边缘增加 “散热切口”（宽度 1mm，深度 0.5mm），减少热应力集中；
2. 基材选型：优先选用生益 S1000-2（导热系数 1.2W/(m?K)，Tg=175℃，Z 轴 CTE≤45ppm/℃），若需更高导热效率（如高压 BMS），选用罗杰斯 RO4535 导热基材（导热系数 1.8W/(m?K)），基材需通过捷配 “导热系数验证”（用激光导热仪 JPE-Laser-Heat-200 测试，确保达标）；
3. 热过孔布局：① MOS 管（如 IRF740）下方布置 3×3 阵列热过孔（9 个，孔径 0.3mm，间距 1mm），过孔内壁镀铜厚度≥25μm；② 采样电阻（如 1206 封装 10mΩ 电阻）下方布置 2×2 阵列热过孔（4 个），过孔贯穿 PCB 所有层，底层敷铜与热过孔直接连接，无绝缘层。

3.2 热路径与测试验证

1. 热路径优化：① 功率元件贴装在 PCB 边缘（距离边缘≤10mm），靠近散热片安装位，元件与散热片间隙≤0.2mm，涂抹导热硅脂（导热系数 3.0W/(m?K)）；② 避免功率元件与 MCU、采样芯片相邻（间距≥5mm），防止热量传导至敏感芯片；
2. 温升测试：每批次首件送捷配热测试实验室，按AEC-Q200 Clause 4.6 测试 —— 在 25℃环境下，BMS PCB 满负荷工作（电流 50A），用红外热像仪（JPE-Thermo-600）监测功率元件表面温度，温升需≤30K（表面温度≤55℃）；
3. 量产监控：批量生产中，每 500 片抽检 10 片测试温升，同时检查热过孔导通性（电阻≤0.1Ω，用毫欧表 JPE-Mohm-200 测试），不合格品立即追溯敷铜、过孔工艺。