עקרון הליבה של עיצוב תרמי עבור לוחות מעגלים מודפסים (PCB) טמון בניהול יעיל של החום שנוצר על ידי רכיבים אלקטרוניים במהלך הפעולה. זה כרוך בהולכה יעילה של חום הרחק ממקורות חום-כגון שבבים והתקני חשמל-ופיזורו אל הסביבה הסובבת, ובכך לשמור על טמפרטורות הפעולה של הרכיבים בטווח בטוח ואמין כדי להבטיח ביצועי מעגל ויציבות-לטווח ארוך.
הולכה תרמית: זהו המנגנון העיקרי לפיזור חום בתוך PCB. חום מועבר ממרכיבי-טמפרטורות גבוהות (מקורות חום) לאזורים קרירים יותר באמצעות חומרים מוצקים (הלחמה, רדיד נחושת, חומרי מצע וחומרי ממשק תרמי).
Critical Path: Chip/Device -> Pad/Pin -> PCB Copper Layer -> Internal Copper Layer (via thermal vias) -> Heat Dissipation Copper Layer/Thermal Pad ->גוף קירור/אוויר סביבה.
מטרת אופטימיזציה: למזער את ההתנגדות התרמית לאורך נתיב זה. ככל שההתנגדות התרמית נמוכה יותר, כך העברת החום יעילה יותר.
הסעה תרמית: חום מועבר ממשטח ה-PCB-במיוחד מאזורי נחושת גדולים או משטחי גוף קירור-לאוויר הנע שמסביב.
הסעה טבעית: מסתמכת על המחזור הטבעי של חימום האוויר ועלייתו. שיקולי התכנון חייבים לכלול את הכיוון של משטחי פיזור-חום (המיקום האנכי בדרך כלל עדיף על האופקי) והשטח הפנוי (כדי להבטיח זרימת אוויר נאותה).
הסעה מאולצת: מנצלת מאווררים כדי להניע באופן פעיל את זרימת האוויר, מה שמשפר משמעותית את יעילות פיזור החום. שיקולי התכנון כוללים ערוצי זרימת אוויר (כדי להנחות את האוויר על פני אזורי יצירת חום קריטיים-) ומהירות אוויר.
קרינה תרמית: כל העצמים עם טמפרטורה מעל האפס המוחלט מקרינים חום בצורה של גלים אלקטרומגנטיים. בעוד שמנגנון זה בולט יותר בסביבות-טמפרטורות או ואקום גבוהות, תרומתו לפיזור חום ביישומי PCB טיפוסיים היא מינורית יחסית. ניתן לשפר אותו על ידי הגדלת פליטת פני השטח (למשל, על ידי שימוש בגוף קירור שחור).
