1. 引言
随着手机快充功率从30W升级至120W,快充PCB的大电流承载能力成为核心瓶颈——行业数据显示,65W快充PCB若电流路径设计不当,温升会超60℃,某厂商曾因快充PCB过热,导致充电时手机外壳温度达58℃,触发安全召回。手机快充PCB需符合**IPC-2221(印制板设计通用标准)第5.2条款**,大电流路径铜厚需≥2oz,温升≤45℃(环境温度25℃)。捷配累计交付1800万+片快充手机PCB,覆盖30W~120W功率段,本文拆解大电流承载的核心设计要点、材料选择及量产温控方案,助力解决快充PCB过热问题。
手机快充 PCB 大电流承载的本质是 “降低电流路径阻抗,控制焦耳热”,需聚焦三大技术要素,且需符合GB/T 4677 第 4.2 条款:一是铜厚选择,电流与铜厚呈正相关 ——1oz 铜厚(35μm)在 20A 电流下,温升达 55℃;2oz 铜厚(70μm)温升降至 38℃;3oz 铜厚(105μm)温升仅 28℃,120W 快充(20V/6A)需≥2oz 铜厚,65W 快充(10V/6.5A)可选用 2oz 铜厚,符合IPC-2221 第 5.2.3 条款。二是电流路径优化,路径长度每增加 10mm,阻抗会增加 0.01Ω,焦耳热增加 0.6W(6A 电流下)—— 捷配实验室测试显示,路径长度 50mm 时,温升比 30mm 时高 12℃;路径宽度需≥2mm(2oz 铜厚),宽度每减少 0.5mm,温升增加 8℃。三是散热辅助,快充 PCB 需搭配导热垫(如莱尔德 Tflex 500 系列,导热系数 5W/m?K),将热量传导至手机中框,未加导热垫时,PCB 局部温升超 50℃,加装后可降至 35℃,符合IEC 62133(便携式电池安全标准)第 7.2 条款对充电温度的要求。
- 铜厚确定:按快充功率选型 ——30W~65W 选 2oz 铜厚(70μm),80W~120W 选 3oz 铜厚(105μm),铜厚公差 ±5μm,用激光测厚仪(JPE-Laser-600)测试,每批次抽检合格率≥99.5%;
- 路径设计:电流路径(如充电器 IC 到电池接口)长度≤30mm,宽度≥2mm(2oz 铜厚)、≥3mm(3oz 铜厚),避免直角布线(改为 45° 角),减少阻抗突变,用 Cadence Allegro 电流仿真工具验证,路径阻抗≤0.03Ω(65W 快充);
- 过孔强化:大电流路径过孔直径≥0.5mm,数量≥2 个(65W)、≥4 个(120W),过孔镀铜厚度≥20μm,按IPC-TM-650 2.6.12 标准测试,过孔电流承载能力≥5A / 个;
- 散热搭配:在快充 IC(如高通 PM8150)下方 PCB 铺设导热铜皮(面积≥10mm×10mm),搭配莱尔德 Tflex 500 导热垫(厚度 0.2mm,导热系数 5W/m?K),导热垫压缩率控制在 20%~30%,确保热传导效率。
- 温升测试:每批次首件按IEC 62133 测试,65W 快充(持续 30min)PCB 温升≤45℃,用红外热像仪(JPE-IR-900)检测,热点温度超 50℃需整改;
- 铜厚检测:每 500 片抽检 10 片,用金相显微镜(JPE-Micro-500)观察铜厚,偏差超 ±5μm 时,调整电镀电流(电镀时间增加 10%);
- 过孔可靠性:每批次做 “过孔热循环测试”(-40℃~85℃,1000 次循环),按IPC-A-610G Class 3 标准,过孔无开裂、镀层无脱落,合格率 100%。
手机快充 PCB 大电流承载设计需以 “铜厚匹配 + 路径优化 + 散热辅助” 为核心,关键在于平衡电流承载与 PCB 空间(手机内部空间有限)。捷配可提供 “快充 PCB 定制服务”:铜厚按需定制(1oz~5oz)、电流路径仿真、量产温升全检,确保快充安全。