اصل اصلی طراحی حرارتی برای بردهای مدار چاپی (PCB) در مدیریت موثر گرمای تولید شده توسط قطعات الکترونیکی در طول عملیات نهفته است. این شامل هدایت موثر گرما به دور از منابع گرمایی-مانند تراشهها و دستگاههای برق-و پخش آن در محیط اطراف است، در نتیجه دمای عملکرد قطعه را در محدوده ایمن و قابل اطمینان برای اطمینان از عملکرد مدار و پایداری طولانی مدت- حفظ میکند.
هدایت حرارتی: این مکانیسم اولیه برای اتلاف گرما در PCB است. گرما از اجزای با دمای بالا (منابع حرارتی) از طریق مواد جامد (لحیم کاری، فویل مس، مواد زیرلایه و مواد رابط حرارتی) به مناطق خنکتر منتقل میشود.
Critical Path: Chip/Device -> Pad/Pin -> PCB Copper Layer -> Internal Copper Layer (via thermal vias) -> Heat Dissipation Copper Layer/Thermal Pad ->هیت سینک/هوای محیط.
هدف بهینه سازی: به حداقل رساندن مقاومت حرارتی در طول این مسیر. هرچه مقاومت حرارتی کمتر باشد، انتقال حرارت کارآمدتر است.
انتقال حرارتی: گرما از سطح PCB-به ویژه از مناطق مسی بزرگ یا سطوح سینک حرارتی{1}}به هوای متحرک اطراف منتقل میشود.
همرفت طبیعی: متکی به چرخه طبیعی گرم شدن و افزایش هوا است. ملاحظات طراحی باید شامل جهت سطوح{1} اتلاف کننده گرما (قرارگیری عمودی به طور کلی برتر از افقی است) و فضای موجود (برای اطمینان از جریان هوای کافی) باشد.
جابجایی اجباری: از فن ها برای هدایت فعال جریان هوا استفاده می کند و راندمان اتلاف گرما را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. ملاحظات طراحی شامل کانالهای جریان هوا (برای هدایت هوا در مناطق{1}}تولیدکننده گرمای بحرانی) و سرعت هوا است.
تابش حرارتی: تمام اجسام با دمای بالاتر از صفر مطلق گرما را به صورت امواج الکترومغناطیسی ساطع می کنند. در حالی که این مکانیسم در محیطهای با دمای بالا یا خلاء آشکارتر است، سهم آن در اتلاف گرما در برنامههای PCB معمولی نسبتاً ناچیز است. می توان آن را با افزایش انتشار سطح (به عنوان مثال، با استفاده از یک هیت سینک سیاه) افزایش داد.
