电子设备在进行一段时间工作之后会产生功耗,温度也将保持在一定的范围值内。如果这些热量不能够及时有效的排出,则会使得电子电路板的温度持续保持很高的数值,有些元件对温度十分敏感,当温度超过元件的额定值,元器件将失效,这被称作热损。热损坏已经成为电子产品的重要因素之一,并且随温度的增加,电子产品的失效率表现出指数增长[1]。因此对PCB进行热设计研究具有重要意义。在电子电路热设计方面,很多研究大部分以控制工艺为主,本文主要以PCB板级进行布局研究,即对于元件在PCB板上的排列位置,并不涉及具体元器件的工艺参数、PCB参数等。此外,提出等功率密度思想进行合理的布局,同时对等间距和常用的模拟退火算法进行布局相比较,结果表明等功率密度得到的温度最大值最低。并最后对等功率密度的优化结果进行了分析。本论文以下述内容方式进行研究热设计。绪论重点部分进行了国内外在热设计研究现状方面分析,指出PCB温升主要原因是功耗密度增大,影响功率密度增大的原因大致分为：芯片尺寸变小、PCB集成度高、封装参数等。所以对PCB进行热设计的主要原则是降低功耗密度。在进行电路板热设计方面,涉及PCB板材料参数、芯片封装参数、工艺条件等,总结主要从板级、封装级和系统级三个方面进行设计。在热设计中应用的理论是热力学和流体力学,PCB上元件因其自身存在电阻而产生热耗,能量通过传导、对流、辐射等形式进行流动。元件热量传导给PCB板、对流到相邻元件和辐射到附近元件。理论得出的方程往往是高阶的,方程求解很难。本论文运用有限差分法将连续方程进行离散化处理求解方程。PCB设计中热问题主要因素是芯片封装参数、PCB板参数,论文系统阐述了芯片封装技术、封装热参数、PCB板、PCB热参数等关键因素,并给出在设计中散热器选择和元件设计应该遵循的原则。最后部分以面积为5cm×5cm的PCB板、元件的面积为1cm×1cm为对象,研究布局对元件温度的影响。首先PCB板上的元件等间距分布,以第二章的热设计理论基础进行建立数学模型,通过有限差分法首先分析每个电子元件在等间距分布状态下的温度。在此基础上应用等功率密度分布进行布局和常用的模拟退火算法进行布局优化,等功率密度度即每个元件功率除以元件所占的面积相等。经过求解以上两种布局,结果元件最高温度都明显得到了降低。其中等功耗密度布局使得最高温度降低的更大,这在理论上是优于模拟退火算法布局。两种优化区别在于,等功率密度改变了元件之间的距离,而后者仅仅是变换了位置,进而前者优化的结果更好些。