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近年来PCB表面可以贴装的元器件越来越多，PCB的散热空间却向减小的趋势发展，使得PCB的功耗密度增高，电子产品的散热问题已对可靠性产生重要影响，因此人们对散热的研究变得更加重视。一般状态下，对于贴装类电子元器件，通过PCB耗散的热量大约为50％-80％。因此，对于贴片类PCB的散热结构和表面元器件布局的研究是很有必要的。在PCB散热结构方面，本文提出一种新的PCB埋质散热结构，通过对埋质结构的多物理场协同分析，来设计PCB埋质结构的最佳模型;在元器件布局方面，本文对热力导引位置算法进行了改进，改进后的算法可以解决PCB双面热布局的问题，同时通过仿真总结了PCB双面热布局规则。本文的主要工作如下: 1、介绍电子产品PCB热问题的研究背景及发展状况，分析PCB热-力-电基本理论，推导出温度场和热应力的有限元方程，并且分析过孔的简化模型。通过PCB热阻模型的分析，说明PCB埋质结构设计的可行性。 2、在PCB散热结构方面，本文提出一种新的埋质散热结构，通过埋质在PCB内部建立一套低热阻的散热系统，提高PCB的散热能力。本文根据PCB的热-力-电基本理论，依据正交实验方法，使用ANSYS对16组简化的埋质模型进行多物理场协同仿真。数值结果和场图表明，PCB埋质散热可将最高温降低约为13％，埋质长度对温度降低影响最大，埋质长度为元器件的1.5倍比较好，埋质宽度和个数影响次之，分别取0.7-1mm和6-8个适宜，埋质材料使用导热系数大的铜比较好。 3、在PCB热布局方面，本文对热力导引位置算法(TFPA)进行了改进，使得TFPA算法可以应用在PCB双面的热布局中。本文依据TFPA算法原理，将排斥力和移动距离改进为双面不同热源作用的总和，依据PCB的导热率将公式中的系数分别取0.5和0.25。通过C语言编程，得到改进前后PCB表面不同功率热源的位置，并用ICEPAK软件进行了仿真和验证。结果表明，最高温度比改进前大约降低了4.2％，改进后的温差大约降低了9.5％，且双面PCB的温度场分布均匀。 4、本文将埋质散热方案和TFPA双面热布局方案应用在一种电源模块中，并与通孔散热方案做对比研究。实例验证表明，埋质散热结构和TFPA热布局可以有效的提高PCB的散热能力，降低PCB和元器件的最高温度，减小PCB的温差，并使整个温度场均匀分布，从而可以提高电子产品的可靠性。