随着电路系统器件功率密度的增高,大量的电流需要通过电源传输网络(Power Distribution Network, PDN)来提供。流过走线、过孔、平面等导体的电流产生的焦耳热会影响材料的导热率,进而影响系统的热分布；热分布又会影响导体的导电率,进而影响系统的电压、电流分布。电热之间的耦合越来越严重,导致了温度升高以及互连线的可靠性问题。对于PDN,由于噪声容限和门限电压越来越低,电压的波动对系统的影响越来越大,使得系统供电分析变得越来越重要。传统的电路设计存在将电路和热路分开设计的缺点,为了准确的设计供电系统,除了要知道系统的工作电流、电压之外,还要考虑焦耳热、空气对流等因素对供电系统的影响。因此,本课题以电路和热路理论为主要依据,提出一种兼顾电热设计的新方法,进行了如下几个方面的研究：1.在传热学的理论基础上,利用热路等效分析电与热之间的相互影响,采用有限体积法对电压分布方程和热分布方程进行求解,奠定电热耦合迭代分析的理论基础。2.电热耦合分析,探讨电路与热路两者之间的关系,包括热路中的温度对电压分布、电流密度分布的影响,以及电路中的走线、过孔分布和焦耳热对温度分布的影响。3.电热耦合优化,提出热流控制概念,采用一种新的策略来对多层PCB中各向异性导热率进行优化设计,并验证其有效性。4.同时兼顾电路功能和热效应两个方面的设计,对电子系统设计的总体方法论具有深远的影响。基于提出的电热耦合概念,总结出一种新的兼顾电路功能和热效应的系统开发流程。