Основний принцип теплового проектування для друкованих плат (PCB) полягає в ефективному управлінні теплом, що виділяється електронними компонентами під час роботи. Це передбачає ефективне відведення тепла від джерел тепла-таких як мікросхеми та пристрої живлення-і розсіювання його в навколишнє середовище, таким чином підтримуючи робочі температури компонентів у безпечному та надійному діапазоні для забезпечення продуктивності схеми та довгострокової-стабільності.
Теплопровідність: це основний механізм розсіювання тепла в друкованій платі. Тепло передається від компонентів із високою-температурою (джерел тепла) до холодніших областей через тверді матеріали (припій, мідну фольгу, матеріали підкладки та матеріали теплового розділу).
Critical Path: Chip/Device -> Pad/Pin -> PCB Copper Layer -> Internal Copper Layer (via thermal vias) -> Heat Dissipation Copper Layer/Thermal Pad ->Радіатор/Навколишнє повітря.
Ціль оптимізації: мінімізувати термічний опір на цьому шляху. Чим менший термічний опір, тим ефективніший теплообмін.
Теплова конвекція: тепло передається від поверхні друкованої плати-зокрема від великих мідних ділянок або поверхонь радіатора-в навколишнє рухоме повітря.
Природна конвекція: заснована на природному циклі нагрівання та підйому повітря. Проектування має включати орієнтацію поверхонь-розсіювання тепла (вертикальне розміщення, як правило, краще горизонтального) і доступний простір (для забезпечення достатнього потоку повітря).
Примусова конвекція: використовує вентилятори для активного руху повітряного потоку, значно підвищуючи ефективність розсіювання тепла. Конструкція включає канали повітряного потоку (для спрямування повітря через критичні тепло-зони) і швидкість повітря.
Теплове випромінювання: усі об’єкти з температурою вище абсолютного нуля випромінюють тепло у вигляді електромагнітних хвиль. Хоча цей механізм більш виражений у середовищах із високою-температурою чи вакуумом, його внесок у розсіювання тепла в типових застосуваннях друкованої плати є відносно незначним. Його можна посилити шляхом збільшення поверхневої випромінювальної здатності (наприклад, за допомогою чорного радіатора).
