百度的定義是：PCB（Printed Circuit Board），中文名稱為印制電路板，又稱印刷線路板，是重要的電子部件、電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣相互連接的載體。

針對電動汽車BMS上使用的PCB板，今天一起看下它的板層結構、關鍵參數以及尺寸成本。

板層結構

在Layout工程師將GERBER文件發給PCB廠家制作時，一般會對PCB的板層結構做要求，如下圖所示：對層數、板厚、銅厚、PCB材質都會提要求，PCB廠家根據這些要求來確認是否可以實現以及是否存在問題；下圖中有兩個部分需要著重看下，即CORE（芯板）與PP（半固化片），其中PP對應下圖中的2116以及7628，它們代表的厚度不同，BMS上的PCB一般為4-6層板就可以滿足要求了。

PCB的關鍵組成部分如下圖（來自于網絡），其中CORE被稱為芯板，就是指覆銅板，它是將電子玻纖布或其它增強材料浸以樹脂，一面或雙面覆以銅箔并經熱壓而制成的一種板狀材料；而PP（半固化片）是指經過處理的玻纖布，浸漬上樹脂膠液，再經熱處理（預烘）使樹脂進入B階段而制成的薄片材料，其在加熱加壓下會軟化，冷卻后會反應固化。

關鍵概念與參數

FR-4

首先明確FR-4的概念，即FR-4是一種耐燃材料等級的代號，具體是指樹脂材料經過燃燒狀態必須能夠自行熄滅的一種材料規格，它不是一種材料名稱，而是一種材料等級，因此一般電路板所用的能滿足FR-4等級的材料就非常多，但是大多數場合都是指以環氧樹脂加上填充劑以及玻璃纖維所做出的復合材料，即環氧樹脂玻纖板。

另外，在PCB加工時雖然指定板材為FR-4，即指定為環氧樹脂玻纖板，但是里面還是有很多材質的區分，例如PP使用的樹脂不同就可以有很多種的板材型號；對于板材的選擇，這部分工作大多數都被我們硬件設計人員忽略了，而是由PCB廠家來代替我們完成的。

Tg值Td值

Tg值是一個關于板材特性的參數，它代表玻璃化轉變溫度（Glass TransitionTemperature），指的是材料從一個相對剛性的玻璃狀態轉變為相對柔軟的高彈態所對應的溫度，對于PCB板材來講，Tg越高，其耐熱性能越好，硬度越高，成本也越高；在BMS上的PCB常見的選擇是Tg≥170℃。

Td值代表熱分解溫度（Thermal Decomposition Temperature），指板材受熱分解時其熱失重達到5%時的溫度，一般Td＞300℃，遠遠大于Tg值，這個溫度大家很少關注，但是它與焊接直接相關；下圖為臺光的一款PCB板材EM-370(Z)，也是汽車常用的板材型號，可以清晰看到Tg與Td的差異。

到這里有同學就問了，PCBA貼片時的爐溫在260℃左右，會大于Tg，那會不會有問題？當然沒有問題，只有溫度高于Td時，才會有風險。

CTI

相比漏電起痕指數(或稱電痕化指數Comparative Tracking Index ,CTI）：指材料表面經受住50滴電解液（0.1%氯化銨水溶液）而沒有形成漏電痕跡的最高電壓值，單位為V；PCB也是有具體的CTI要求，它會影響PCB表面安規距離的計算，BMS上面一般選取PCB的CTI≥175，大小與PCB表層的油墨材料也有關系。

CAF

全稱為導電性陽極絲(CAF：Conductive Anodic Filamentation)，指的是PCB內部銅離子從陽極（高電壓）沿著玻纖絲間的微裂通道，向陰極（低電壓）遷移過程中發生的銅與銅鹽的漏電行為（下圖來自于網絡）；產生原因大家可以自行查找下，不贅述。

它通常發生在過孔與過孔之間、過孔與內外層導線之間、外層或外層導線與導線之間，從而造成兩個相鄰的導體之間絕緣性能下降甚至造成短路。說白了就是PCB內部兩個不同的網絡之間出現了絕緣不良或者短路的情況，所以PCB板材廠家一般會做CAF測試。（下圖來自于網絡）

關于更多PCB的參數介紹可以看看公眾號“吳川斌的博客”，很專業。

尺寸與成本

接下來評估下BMS整個系統上的PCB面積，以MODEL3的BMS為例，整個系統包括了一個主控板、四個從控板，之前都有詳細介紹過。

主控板：PCB尺寸為424mm*113mm*1.6mm，表面處理方式為ENIG（NiAu），層數為4層。

從控板：單個PCB尺寸為150mm*140mm*2mm，表面處理方式為ENIG（NiAu），層數為4層。

那么它的整個BMS系統的PCB面積大概為424mm*113mm+150mm*140mm*4≈0.13㎡。

再看下BYD的宋DM-i的BMS，如下圖所示：包括了一個主控板、兩個從控板以及一個高壓板，整個BMS系統的PCB面積大概為135mm*86mm+186mm*87mm*2+120mm*84mm≈0.054㎡。

下面再舉一個例子，之前分析過的SK的集中式控制器的PCB尺寸大概為250mm*205mm≈0.05㎡。

從上面對比可知MODEL 3的PCB面積比較大，它是為了配合與模組兩邊FPC之間的鋁絲焊接，所以對PCB寬度有要求，進而PCB面積很大；而集中式BMS的PCB尺寸相對應該是最小的；那么整個BMS系統的PCB總面積大概在0.05㎡~0.1㎡之間；如果BMS都是四層板，而四層板PCB的參考價格按照每平米850元~900元來計算的話，整個BMS系統PCB大概成本為42.5元~90元。

審核編輯：劉清