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车载无线充电 PCB 过热问题:铜厚与散热缺失拆解,工艺升级路径

来源:捷配 时间: 2025/11/27 09:51:52 阅读: 113

1. 引言

 随着新能源汽车车载无线充电向15W+快充升级,PCB热管理成为核心痛点——车载场景下,无线充电PCB需耐受60℃高温环境,若温升超45℃(表面温度≥105℃),会导致充电效率下降30%,甚至触发过热保护停机。某车企曾因车载无线充电PCB温升达68℃,导致用户投诉率超15%,召回成本超2000万元。车载无线充电PCB需符合**AEC-Q200(汽车电子元件可靠性标准)Clause 4.6** ,高温(85℃)下连续工作1000小时无失效。捷配深耕车载无线充电PCB领域5年,服务15+主流车企,本文拆解热管理核心原理、散热结构设计及量产管控方案,助力解决车载快充PCB过热问题。

 

2. 核心技术解析

车载无线充电 PCB(15W+)热管理的核心是 “热量快速传导与散发”,需满足IEC 61980-3(车载无线充电标准)第 6.4 条款,表面温升≤40℃(环境温度 60℃),核心依赖三大技术路径:一是铜厚升级,线圈与电源路径铜厚需≥3oz(105μm),铜厚每增加 1oz,散热效率提升 18%—— 捷配测试显示,3oz 铜厚比 1oz 铜厚的温升降低 12℃;二是散热开窗设计,PCB 表面线圈间隙开设散热窗(面积占比≥30%),搭配导热硅胶垫(导热系数≥3W/(m?K)),将热量传导至车载内饰壳体;三是基材选型,需选用高 Tg(≥170℃)、高导热基材,罗杰斯 RO4350B(Tg=280℃,导热系数 0.35W/(m?K))或生益 S1000-2(Tg=175℃,导热系数 0.32W/(m?K))为车载场景首选,符合AEC-Q200 Clause 4.2 高低温循环要求。此外,电源管理芯片(如 NXP MWCT1014)散热焊盘需与 PCB 大铜面连接,铜面面积≥1cm²,散热焊盘热阻≤0.5℃/W,按IPC-2221 车载级附录要求,避免芯片局部过热。

 

 

3. 实操方案

3.1 热管理结构设计

  1. 铜厚与布线:线圈铜厚 3oz(105μm),电源路径线宽≥2mm,铜厚用 X-Ray 测厚仪(JPE-XR-Thick 500)测试,偏差≤±10%;芯片散热焊盘铜面面积≥1.2cm²,通过过孔(孔径 0.3mm,数量≥10 个)与内层接地铜面连接,降低热阻;
  2. 散热开窗:线圈间隙开设矩形散热窗(尺寸 2mm×1mm),开窗面积占比 35%,开窗边缘距线圈≥0.3mm,避免线圈蚀刻损伤,用捷配 PCB 开窗设计工具(JPE-Window 4.0)自动生成方案;
  3. 导热材料匹配:选用莱尔德 Tflex HD900 导热硅胶垫(导热系数 3.0W/(m?K),厚度 0.5mm),贴合 PCB 散热窗区域与车载壳体,装配压力 0.2MPa,确保导热接触良好。

 

3.2 量产热性能管控

  1. 温升测试:每批次首件按AEC-Q200 Clause 4.6 测试,环境温度 60℃,15W 输出功率下连续工作 4 小时,PCB 表面最高温度≤100℃(温升≤40℃),用红外热像仪(JPE-IR-800)监测;
  2. 铜厚一致性:捷配压合生产线采用铜箔厚度闭环控制,3oz 铜箔厚度偏差≤±5μm,每批次抽检 100 片,铜厚合格率≥99.5%;
  3. 高低温循环测试:每季度送样至捷配实验室,按 - 40℃~85℃循环 1000 次,测试后 PCB 无开裂、焊点无脱落,符合AEC-Q200 可靠性要求

 

车载无线充电 PCB 热管理需以 AEC-Q200 标准为核心,聚焦铜厚升级、散热开窗、导热匹配三大关键,核心是降低热量积聚与传导阻力。捷配可提供 “车载级 PCB 定制服务”:支持 3oz~5oz 铜厚定制,散热开窗自动化设计,实验室可提供 AEC-Q200 全项热性能测试报告。

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