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深圳10oz厚铜高多层板攻克互联难题 赋能新能源大功率器件

来源: 发布时间:2025-10-24

随着新能源汽车向800V高压平台、超快充(5C及以上)方向升级,IGBT功率模块、电池管理系统(BMS)等重要部件对PCB的“大电流承载+高散热”需求愈发迫切。近日,深圳研发团队传出突破,10oz厚铜高多层批量板通过行业测试,不仅攻克了厚铜层间互联易开裂、电流分布不均的行业难题,还将PCB的电流承载能力提升至传统5oz厚铜板的1.8倍,为新能源汽车大功率器件提供了关键载体支撑。

大功率器件倒逼厚铜PCB升级,传统板材陷“双难困境”

新能源汽车的高压快充和电机驱动,需要PCB承载更大电流:以800V平台的电机控制器为例,峰值电流可达200A以上,传统5oz厚铜(约175μm)PCB在满负荷运行时,线路发热会升至85℃,不仅导致信号传输稳定性下降,还可能因高温加速PCB老化,缩短器件寿命。

“厚铜PCB的重要矛盾在于‘厚度’与‘互联’的平衡。”行业测试机构工程师解释,铜箔越厚(如10oz对应350μm),电流承载和散热能力越强,但层间结合难度会呈指数级上升。传统工艺生产10oz厚铜高多层板时,常出现两大问题:一是层压时厚铜区域与基材间易产生气泡,导致层间剥离;二是导通孔电镀时,厚铜线路的电流聚集效应会让孔壁镀层不均,出现“厚边薄中”现象,在大电流下容易烧蚀。

此前,国内新能源车企若需10oz厚铜PCB,多依赖进口,不仅单价高达400元/片,交付周期长达60天,还面临规格定制受限的问题。行业数据显示,2024年国内新能源汽车高压部件所需的10oz及以上厚铜PCB,进口依赖度仍超65%,成为制约本土车企大功率技术落地的瓶颈之一。

三重工艺突破,破译厚铜互联重要痛点

此次深圳研发团队推出的10oz厚铜高多层板,通过“层压参数优化+电镀工艺改良+导通孔结构设计”,针对性解决了传统工艺的短板。

在层压环节,研发团队摒弃了传统的“恒温层压”模式,采用“阶梯式升温加压”方案:先以80℃、15kg/cm²的低温低压预处理30分钟,让厚铜与基材初步贴合;再逐步升温至180℃、30kg/cm²,分阶段排出层间空气。测试显示,这种工艺让厚铜区域的层间气泡率从传统的8%降至0.5%以下,层间剥离强度达到1.8N/mm,远超行业1.5N/mm的标准。

电镀工艺上,创新采用“脉冲反向电镀”技术:通过10ms周期的正向电流(沉积铜层)与2ms周期的反向电流(溶解凸起部分)交替进行,解决了厚铜线路周边的电流聚集问题。行业测试数据显示,该工艺下导通孔壁的镀层厚度差控制在2μm以内,均匀度达95%,比传统直流电镀提升30%,即便在250A峰值电流下,孔壁温度也只比线路主体高5℃,避免了局部过热烧蚀。

针对厚铜线路的散热问题,研发团队还在PCB内层设计了“网格状导热带”,在厚铜线路之间预留0.2mm宽的导热通道,配合基板中的高导热填料(导热系数1.2W/m·K),将PCB的散热效率提升25%。实测显示,搭载该PCB的IGBT模块,在200A电流运行时,表面温度从传统5oz厚铜板的85℃降至60℃,接近风冷散热的理想效果。

批量测试达标,适配多场景大功率需求

目前,这批10oz厚铜高多层板已完成批量测试:在连续1000小时的老化测试中(模拟新能源汽车5年使用周期),PCB的线路阻抗变化率小于3%,层间绝缘电阻保持在10¹²Ω以上,无任何开裂、鼓包现象;在-40℃至125℃的冷热冲击测试(循环500次)后,导通孔的连接可靠性仍达99.8%,完全满足新能源汽车极端工况需求。

从应用场景看,该PCB已展现出多维度适配性:在超快充BMS中,能稳定承载5C快充的300A峰值电流,让电池充电时间从1小时缩短至12分钟;在电机控制器中,配合厚铜的低阻抗特性,可将电机驱动效率提升3%,对应新能源汽车续航增加约20公里;在高压配电盒中,其高绝缘性能能有效避免800V平台的漏电风险,提升整车安全性。

某新能源车企的预测试反馈显示,采用该10oz厚铜PCB后,高压部件的故障率从传统方案的2.1%降至0.6%,同时因散热效率提升,部件体积可缩小15%,为车身轻量化腾出更多空间。

国产突破提速,推动供应链成本优化

此次10oz厚铜高多层板的批量突破,不仅填补了国内厚铜高多层PCB的量产空白,还将推动新能源汽车大功率器件供应链的成本重构。据行业测算,该国产PCB的单价约280元/片,比进口产品低30%,交付周期缩短至25天,能大幅降低车企的采购成本和库存压力。

更关键的是,国产厚铜PCB的突破打破了国外在厚铜互联工艺上的技术垄断。此前,进口板在层压参数、电镀配方等重要环节设置技术壁垒,国内企业难以获得适配800V平台的定制化方案;如今,深圳研发团队的工艺方案可根据车企需求,灵活调整铜箔厚度(8oz-12oz)和层数(12层-24层),适配不同功率等级的器件需求。

行业行家指出,随着10oz厚铜PCB的量产落地,国内新能源汽车在800V高压平台、超快充等技术上的推进速度将进一步加快,预计2025年国内10oz及以上厚铜PCB的进口依赖度将降至40%以下,助力新能源汽车重要部件供应链的自主可控。目前,深圳研发团队已启动12oz厚铜高多层板的研发,计划进一步提升PCB的电流承载能力,适配未来1000V高压平台的技术需求。

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