Baskılı Devre Kartlarının (PCB'ler) termal tasarımının temel prensibi, çalışma sırasında elektronik bileşenler tarafından üretilen ısının etkin bir şekilde yönetilmesinde yatmaktadır. Bu, ısının-yongalar ve güç cihazları gibi ısı kaynaklarından- verimli bir şekilde uzaklaştırılmasını ve çevredeki ortama dağıtılmasını, böylece devre performansını ve uzun vadeli kararlılığı- sağlamak için bileşen çalışma sıcaklıklarının güvenli ve güvenilir bir aralıkta tutulmasını içerir.
Termal İletim: Bu, bir PCB içindeki ısı dağılımının birincil mekanizmasıdır. Isı, yüksek- sıcaklıktaki bileşenlerden (ısı kaynakları) katı malzemeler (lehim, bakır folyo, alt tabaka malzemeleri ve termal arayüz malzemeleri) aracılığıyla daha soğuk bölgelere aktarılır.
Critical Path: Chip/Device -> Pad/Pin -> PCB Copper Layer -> Internal Copper Layer (via thermal vias) -> Heat Dissipation Copper Layer/Thermal Pad ->Isı Emici/Ortam Havası.
Optimizasyon Hedefi: Bu yol boyunca termal direnci en aza indirmek. Isıl direnç ne kadar düşük olursa, ısı transferi o kadar verimli olur.
Termal Konveksiyon: Isı, PCB yüzeyinden-özellikle geniş bakır alanlardan veya ısı emici yüzeylerden-çevredeki hareketli havaya aktarılır.
Doğal Konveksiyon: Havanın ısınması ve yükselmesinin doğal döngüsüne dayanır. Tasarım hususları, ısıyı- dağıtan yüzeylerin yönünü (dikey yerleştirme genellikle yataydan üstündür) ve mevcut alanı (yeterli hava akışını sağlamak için) içermelidir.
Zorlanmış Konveksiyon: Hava akışını aktif olarak yönlendirmek için fanlardan yararlanır ve ısı dağıtım verimliliğini önemli ölçüde artırır. Tasarımda dikkate alınması gereken noktalar arasında hava akışı kanalları (kritik ısı-üreten alanlar boyunca havayı yönlendirmek için) ve hava hızı yer alır.
Termal Radyasyon: Mutlak sıfırın üzerinde sıcaklığa sahip tüm nesneler, elektromanyetik dalgalar şeklinde ısı yayar. Bu mekanizma yüksek-sıcaklık veya vakumlu ortamlarda daha belirgin olsa da, tipik PCB uygulamalarındaki ısı dağıtımına katkısı nispeten küçüktür. Yüzey emisyonu arttırılarak (örn. siyah bir ısı emici kullanılarak) geliştirilebilir.
