散热设计(三)PCB设计对电子器件散热性能之影响
电子制造行业中的PCB设计优化技巧
电子制造行业中的PCB设计优化技巧在电子制造行业中，PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）设计是一个关键环节。
一个合理、高效的PCB设计能够提升产品品质、降低制造成本。
本文将介绍一些电子制造行业中常用的PCB设计优化技巧，帮助您在设计过程中做出明智的决策，提高PCB的性能和可靠性。
1. PCB尺寸与布局规划在PCB设计之前，首先需要确定PCB的尺寸和布局规划。
合理的尺寸和布局规划能够减少电磁干扰、提高信号完整性。
在规划过程中，应根据电路功能和布线需求来确定电子元件的放置位置，确保信号路径尽量短且布局紧凑。
此外，还需考虑散热需求，为热点元件提供足够的散热空间。
2. 地面层与电源层规划在PCB设计中，地面层和电源层的规划是至关重要的。
地面层的设计能够有效地抑制电磁干扰，提高系统的抗干扰能力。
电源层的规划则能够提供稳定可靠的电源供电，降低系统噪声。
为了充分利用地面层和电源层的作用，应注意将地面层与电源层分区，避免信号与电源层交叉干扰。
3. 信号完整性设计在高速电路设计中，信号完整性是一个重要的考虑因素。
为了确保信号的质量，需要注意以下几点：- 选择合适的阻抗匹配：根据信号的传输速率和信号线的长度，选择合适的阻抗匹配方式，避免信号的失真和反射。
- 控制信号线的长度：信号线长度的不对称性会导致信号的传输延迟和抖动，因此在布线过程中要尽量保持信号线的长度相等。
- 使用均匀分布的电容：分布式电容可以提供更平滑的电源补偿，减小电源噪声对信号的干扰。
4. 散热设计在高功率电子器件上，散热是一个重要的考虑因素。
合理的散热设计可以延长电子元件的寿命，提高系统的可靠性。
以下是一些散热设计的技巧：- 在PCB设计中合理放置散热元件，如散热器和散热片，以保证良好的散热效果。
- 增加散热通道以促进空气流动，从而提高散热效率。
- 选择高导热性的材料，如金属基板，以提高PCB的散热性能。
5. 确保设计的可维护性在电子制造行业中，维护成本也是一个重要的考虑因素。
pcb热阻计算
pcb热阻计算PCB热阻计算一、引言在电子设备的设计和制造中，热管理是一个至关重要的问题。
随着电子产品的不断迭代和功能的增加，元器件的功耗也在不断增加，导致设备产生大量的热量。
如果不能有效地将热量散热出去，就会影响设备的性能和寿命。
因此，热阻计算成为了电子设备设计中必不可少的一环。
二、什么是热阻？热阻是指单位面积上单位时间内通过的热量与温度差之比。
在电子设备中，我们通常使用热阻来描述散热效果。
热阻的单位是摄氏度每瓦特（℃/W），表示每瓦特的功率通过一平方米的面积时，温度升高的程度。
三、PCB热阻的计算方法在PCB设计中，热阻的计算主要涉及两个方面：PCB板材的热阻和散热器的热阻。
1. PCB板材的热阻计算PCB板材的热阻主要由两个部分组成：导热层的热阻和传热层的热阻。
导热层的热阻取决于导热层的材料和厚度，而传热层的热阻取决于导热层和散热器之间的接触热阻。
导热层的热阻可以通过材料的热导率和厚度来计算。
热导率是指材料单位长度内的热量传导能力，单位是瓦特每米开尔文（W/(m·K)）。
热阻的计算公式为：热阻 = 厚度 / (热导率× 面积)。
传热层的热阻主要由接触热阻和空气传热热阻组成。
接触热阻是指导热层和散热器之间的接触界面的热阻，可以通过接触界面的材料和压力来计算。
空气传热热阻是指空气对热量传导的阻力，可以通过空气的热传导系数和传热面积来计算。
2. 散热器的热阻计算散热器的热阻主要由材料的热导率、散热器的形状和表面积以及空气流动情况等因素决定。
散热器的热阻计算比较复杂，通常需要借助计算软件或实验来确定。
四、热阻计算的应用热阻计算在电子设备设计中有着广泛的应用。
首先，通过热阻计算，可以评估PCB板材的散热性能，选择合适的材料和厚度，以确保电子设备在正常工作时不会出现过热现象。
其次，热阻计算可以帮助设计师确定散热器的尺寸和形状，以提高散热效果。
此外，热阻计算还可以用于优化散热系统的设计，减少能量消耗，提高设备的效率。
简单实用的10种PCB散热方法解析!
对于企业电子技术设备管理来说，工作时都会影响产生具有一定的热量，从而使设备进行内部控制温度迅速发展上升，如果不及时将该热量散发出去，设备就会持续的升温，器件就会因过热而失效，电子信息设备的可靠性能就会下降。
因此，对电路板进行良好的散热处理非常重要。
PCB 板的散热是一个非常重要的环节，那么PCB 板的散热技巧是怎样的，下面我们一起来讨论一下。
01目前广泛使用的通过PCB板本身散热的PCB板是覆铜玻璃布基板或酚醛树脂玻璃布基板，也有少数纸基覆铜板。
虽然这些基板具有优良的电气性能和加工性能，但是散热性能差，作为高加热元件的散热方式，几乎不能指望由PCB 本身的树脂导热，它把热量从元件表面辐射到周围的空气中。
但随着电子产品已进入到部件小型化、高密度安装、高发热化组装时代，若只靠表面积十分小的元件表面来散热是非常不够的。
同时企业由于QFP、BGA等表面进行安装一个元件的大量资金使用，元器件发展产生的热量大量地传给PCB板，因此，解决方式散热的最好研究方法是提高与发热元件可以直接影响接触的PCB自身的散热技术能力，通过PCB板传导出去或散发出去。
散热铜箔和大面积供电铜箔▼热过孔▼IC背面裸露铜，减少铜皮与空气之间的热阻。
PCB布局热敏装置置于冷风区。
温度检测器放置在最热的位置。
同一印制板上的器件应尽可能按其发热量和散热量排列。
发热量低或耐热性差的器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等。
)应放置在冷却气流的上游(入口)，而发热量高或耐热性好的器件(如功率晶体管和大规模集成电路等。
)应放置在冷却气流的下游。
在水平方向上，大功率器件尽可能靠近PCB 的边缘以缩短传热路径，而在垂直方向上，大功率器件尽可能靠近PCB 的顶部，以降低这些器件在其他器件温度上的运行。
设备中印刷电路板的散热主要依靠气流，设计时需要研究气流路径，合理配置器件或印刷电路板。
空气往往流入电阻较低的区域，因此在配置印刷电路板上的设备时，应避免留下较大的空间。
PCB可靠性设计规范
PCB可靠性设计规范PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是电子产品上实现电路连接和组件安装的重要组成部分。
在现代电子产品中，PCB设计的可靠性是至关重要的，它直接关系到产品的质量、寿命和用户的满意度。
为了确保PCB的可靠性，设计规范起到了重要的作用。
本文将介绍一些常见的PCB可靠性设计规范。
首先，良好的PCB布局是确保可靠性的基础。
在布局设计中，应尽量减小信号与电源、驱动和干扰源之间的距离，以降低信号线路上的电磁干扰。
此外，还应避免与高功率和高速信号线路的交叉，以减少串扰。
要注意避开可能引起电容耦合和互感耦合的元件和线路，并采用地线等电气隔离方法，以降低共模噪声。
其次，良好的电源设计对确保PCB可靠性至关重要。
电源应具有稳定的输出电压和电流，以确保电子元件工作在其额定电压和电流下。
电源的稳定性可以通过合理选择电源配置和滤波电路来实现。
此外，还应为高功率元件和敏感电子元件提供单独的电源，以减少互相干扰。
第三，适当的散热设计可以提高PCB的可靠性。
当电子元件工作时，会产生大量的热量，如果不能及时散热，将导致元件过热，甚至损坏。
为了确保散热效果，应合理选择散热器的尺寸和材料，并将其安装在需要散热的元件附近。
此外，还应考虑到通风条件，尽量使空气流通，以提高散热效果。
第四，电子元件的正确安装也是提高PCB可靠性的重要因素。
在元件的安装过程中，应遵循正确的焊接规范，确保焊接点牢固可靠。
焊接时使用合适的焊接温度和时间，避免产生过多的热量和应力，以减少焊接引起的损坏。
此外，还应合理选择元件的安装位置和方式，减少机械应力和振动对元件的影响。
第五，合理选择材料和元器件也是PCB可靠性设计的关键。
在PCB设计中，应选择具有高耐热、低膨胀系数和稳定性好的材料。
对于元器件，应选择有资质认证和质量可靠的供应商提供的元器件，以确保其质量和可靠性。
最后，良好的PCB维护和检测也是确保其可靠性的重点。
热设计的重要性以及PCB电路板散热设计技巧
热设计的重要性以及PCB电路板散热设计技巧
一、热设计的重要性
电子设备在工作期间所消耗的电能，比如射频功放，FPGA芯片，电源类产品，除了有用功外，大部分转化成热量散发。
电子设备产生的热量，使内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发，设备会继续升温，器件就会因过热失效，电子设备的可靠性将下降。
SMT 使电子设备的安装密度增大，有效散热面积减小，设备温升严重地影响可靠性，因此，对热设计的研究显得十分重要。
搞射频的兄弟有柴，这样散热也行？
对于PCB电路板的散热是一个非常重要的环节，那么PCB电路板散热技巧是怎样的，下面我们一起来讨论下。
对于电子设备来说，工作时都会产生一定的热量，从而使设备内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发出去，设备就会持续的升温，器件就会因过热而失效，电子设备的可靠性能就会下降。
因此，对电路板进行很好的散热处理是非常重要的。
二、印制电路板温升因素分析
引起印制板温升的直接原因是由于电路功耗器件的存在，电子器件均不同程度地存在功耗，发热强度随功耗的大小变化。
印制板中温升的2 种现象：
（1）局部温升或大面积温升；
（2）短时温升或长时间温升。
在分析PCB 热功耗时，一般从以下几个方面来分析。
2.1 电气功耗
（1）分析单位面积上的功耗；
（2）分析PCB 板上功耗的分布。
2.2 印制板的结构。
PCB电路板散热设计技巧
PCB电路板散热设计技巧一、热设计的重要性电子设备在工作期间所消耗的电能，比如射频功放，FPGA芯片，电源类产品，除了有用功外，大部分转化成热量散发。
电子设备产生的热量，使内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发，设备会继续升温，器件就会因过热失效，电子设备的可靠性将下降。
SMT使电子设备的安装密度增大，有效散热面积减小，设备温升严重地影响可靠性，因此，对热设计的研究显得十分重要。
对于PCB电路板的散热是一个非常重要的环节，那么PCB电路板散热技巧是怎样的，下面我们一起来讨论下。
对于电子设备来说，工作时都会产生一定的热量，从而使设备内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发出去，设备就会持续的升温，器件就会因过热而失效，电子设备的可靠性能就会下降。
因此，对电路板进行很好的散热处理是非常重要的。
二、印制电路板温升因素分析引起印制板温升的直接原因是由于电路功耗器件的存在，电子器件均不同程度地存在功耗，发热强度随功耗的大小变化。
印制板中温升的2种现象：（1）局部温升或大面积温升；（2）短时温升或长时间温升。
在分析PCB热功耗时，一般从以下几个方面来分析。
2.1电气功耗（1）分析单位面积上的功耗；（2）分析PCB板上功耗的分布。
2.2印制板的结构（1）印制板的尺寸；（2）印制板的材料。
2.3印制板的安装方式（1）安装方式（如垂直安装，水平安装）；（2）密封情况和离机壳的距离。
2.4热辐射（1）印制板表面的辐射系数；（2）印制板与相邻表面之间的温差和他们的绝对温度2.5热传导（1）安装散热器；（2）其他安装结构件的传导。
2.6热对流（1）自然对流；（2）强迫冷却对流。
从PCB上述各因素的分析是解决印制板的温升的有效途径，往往在一个产品和系统中这些因素是互相关联和依赖的，大多数因素应根据实际情况来分析，只有针对某一具体实际情况才能比较正确地计算或估算出温升和功耗等参数。
三、PCB热设计的一些方法1通过PCB板本身散热目前广泛应用的PCB板材是覆铜／环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材，还有少量使用的纸基覆铜板材。
浅析电子设备中功率器件的热设计与散热设计
浅析电子设备中功率器件的热设计与散热设计0 引言电子设备（产品）在工作过程中，随着温度达到或超过规定的温度值时，就会引起或增大电子设备的失效率，也就是过热失效。
过热失效的原因主要来自电子设备中功率器件的过热。
因此，做好电子设备中功率器件的热设计与散热设计是提高电子设备（产品）质量与可靠性的关键环节。
本文就电子设备中功率器件的热性能、功率器件热设计、散热器设计、散热技术的发展等，做进一步的研究和探讨[1]。
1 功率器件的热性能功率器件在受到来自器件本身工作时（内部）产生的热或受到器件壳体（外部）接触到的热源影响，又得不到及时地散热，就会导致功率器件内部芯片（有源区）的温度（结温）升高，使器件的可靠性降低无法正常工作。
功率器件的热性能：结温和热阻[2]。
1.1 结温。
功率器件的内部芯片有源区（如晶体管的pn结区、场效应器件的沟道区、集成电路的扩散电阻或薄膜电阻等）的温度称为结温。
当功率器件的结温温度（tj）超过其环境温度（ta）时，由温差变化形成的热扩散流，把器件芯片上的热量传递到管壳并向外散发热能，并随着器件结温与环境温差(tj-ta)的变化增大而使传热量增大。
1.2 热阻。
功率器件传递热量能力的大小称为热阻（rt），热阻（rt）的值增大时，功率器件的散热能力就减小。
热阻分为内、外热阻：①内热阻是功率器件本身的热阻，并与功率器件的芯片、外壳材料的导热率、厚度和截面积等有关。
②外热阻是功率器件外部的热阻，并与功率器件外部（管壳）的封装形式（如金属管壳的外热阻<塑封管壳）有关，而且管壳面积越大，外热阻越小。
2 功率器件的热设计功率器件热设计的目的是为了防止器件工作时所产生的温度过高，致使器件（过热引起热失效）无法正常工作。
在功率器件热设计过程中，不仅要作好器件内部芯片、封装形式和管壳的热设计，还要加装合适的散热器进行有效散热，保证器件在安全结温之内正常可靠的工作[3]。
2.1 器件的性能参数和环境参数。
芯片散热解决方案
芯片散热解决方案篇一：利用PCB散热的要领与IC封装策略利用PCB散热的要领与IC封装策略引言半导体制造公司很难控制使用其器件的系统。
但是，安装IC的系统对于整体器件性能而言至关重要。
对于定制IC 器件来说，系统设计人员通常会与制造厂商一起密切合作，以确保系统满足高功耗器件的众多散热要求。
这种早期的相互协作可以保证 IC 达到电气标准和性能标准，同时保证在客户的散热系统内正常运行。
许多大型半导体公司以标准件来出售器件，制造厂商与终端应用之间并没有接触。
这种情况下，我们只能使用一些通用指导原则，来帮助实现一款较好的 IC 和系统无源散热解决方案。
普通半导体封装类型为裸焊盘或者 PowerPADTM 式封装。
在这些封装中，芯片被贴装在一个被称作芯片焊盘的金属片上。
这种芯片焊盘在芯片加工过程中对芯片起支撑作用，同时也是器件散热的良好热通路。
当封装的裸焊盘被焊接到PCB 后，热量能够迅速地从封装中散发出来，然后进入到PCB 中。
之后，通过各 PCB 层将热散发出去，进入到周围的空气中。
裸焊盘式封装一般可以传导约 80% 的热量，这些热通过封装底部进入到 PCB。
剩余 20% 的热通过器件导线和封装各个面散发出去。
只有不到 1% 的热量通过封装顶部散发。
就这些裸焊盘式封装而言，良好的 PCB 散热设计对于确保一定的器件性能至关重要。
Fig. 1： PowerPAD design showing thermal path 可以提高热性能的 PCB 设计第一个方面便是 PCB 器件布局。
只要是有可能，PCB 上的高功耗组件都应彼此隔开。
这种高功耗组件之间的物理间隔，可让每个高功耗组件周围的 PCB 面积最大化，从而有助于实现更好的热传导。
应注意将 PCB 上的温度敏感型组件与高功耗组件隔离开。
在任何可能的情况下，高功耗组件的安装位置都应远离 PCB 拐角。
更为中间的 PCB 位置，可以最大化高功耗组件周围的板面积，从而帮助散热。
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散热设计（三）PCB设计对电子器件散热性能之影响在电子器件及系统技术中PCB扮演的角色越来越重要，随着系统体积缩小的趋势，IC 制程及封装技术不断向更细更小的连接及体积发展，作为器件及系统连接角色的PCB也朝向连接细微化的高密度PCB发展。
另一方面，随着电子产品发热密度的不断提升，对于PCB层级散热设计的需求也越来越受到重视。
本文中将介绍PCB的发展趋势、材质及结构之热传特性、器件布局的散热影响以及内藏式基板的发热问题等，供设计之参考。
介绍由于电子装置的性能提升、模块化、计算机速度高速化的结果，对于PCB的种类造成很大的改变。
PCB的发展趋势如图一所示，发展主流由30 年前的单面板到20 年前的双面板到十年前的多层板的开发，并由多层板朝高层板化（三层＞四层＞六层＞八层＞十层…＞二十层＞…＞…五十层＞..）。
除了高层数的趋势之外，也朝向薄板化发展，一般PCB的板厚标准为1.6mm，然而随着装置体积的缩减，开始采用更薄的PCB（1.6mm>1.0mm>0.6mm>…..）。
此外，随着封装设计的内部连接间距越来越小，数据传输速率的提升要求越来越高，基板和电路相互的连接也越来越精细，由传统的玻璃/环氧基树脂制程到新的技术如ALIVH及雷射钻孔等技术的发展，使得绕线和空间的设计由1996 年的100μm降到2000年50μm。
图一PCB的发展趋势【1】在封装的发展趋势中，功能提升及缩小化造成发热密度越来越高，一些高频通讯产品，只靠封装设计已无法散去足够的热，必须藉由PCB的设计来加强散热功能。
目前最新的内藏式机板的设计技术把被动器件如电阻、电感及电容等埋在PCB中，如此可将表面的器件密度提升。
而技术更高的目标则是结合光通讯器件以及内藏式机板的集成型光机板(EOCB)，如图二所示。
其温度的控制将非常严苛，更将使机板设计的困难度提升。
在高密度、多层化、低板厚的基本要求以及高频电性、内藏器件及光特性等不同应用下，如何选择PCB材料并做适当之散热设计已成为目前基板设计的一大挑战。
图二集成型光机板模块电路板大致可分成六种不同的制程技术，包括印刷电路板(PCB)、陶瓷板（Ceramic board）、芯片直接承载的基板(Direct Chip Attach Substrate)以及多芯片模块(Multichip Modules)、可挠性电路板（Flexible-Circuit Board）、金属芯板（Metal-Core Boards）以及射出成形电路板（Molded Circuit Boards）【1】。
印刷电路板（PCB）和PWB（Printed Writing Board）是相同的意义，常使用之PCB材料为有机之玻璃布基材环氧树脂铜箔积层板（GE）及纸基材苯酚树脂铜箔基层板（PP），是用途最广的机板制程，由计算器用的薄板到电视、计算机等用的厚板等，是利用照相印刷（photoprint）以及钻孔等方式来做器件间电路的连接，适合批量供应。
陶瓷板的材质则是陶瓷材料如Al2O3、SiC、AIN 等，利用筛选（screening）及冲压（punch）等方式来做电路的连接，亦可以（低温共烧）cofired的方式制作出多层的复杂线路。
芯片直接承载的基板则是作为芯片直接承载如COB、FCOB 及DCA 等之用，特性是I/O 数目高，连接密度高。
可挠性电路板比PCB更薄，只有一层Poiymide 或Polyester ，将铜箔以光刻法（Photolithographically）制成线路。
射出成形电路板则是以射出成形的方式将热塑性材料如Polysulfon、Ployetherimide 等射入模中成形，再以电镀的方式将电路设置在板上，价格低，适合批量供应。
金属芯板则是以压合的方式将金属板和有机板材质结合，主要的目的是散热增强，对于机械强度也有帮助，在本文中将有详细的介绍。
PCB基板材料之热传特性PCB是由绝缘基板及导电材料所组成，而PCB的性能及可靠度主要是由绝缘材料所决定，设计者需依照机器装置选择适合之材料，并以图面指定之。
GE材质的电性及机械性能较好，但是价格较贵，而PP 的特性较差，但价格便宜，一般产业机械用（多为两层板）GE 材质，民生机器用（多为单层板）PP 材质。
约十年前，价格在GE 及PP 之间的玻璃布纸基材苯酚树脂铜箔基层板（CPE）及玻璃布玻璃不织布复合基材苯酚树脂铜箔基层板（CGE）的开发使PCB的价格降低，顺应电子机器低价格的趋势。
陶瓷材料PCB的应用目前也有增加的趋势，和前者相比，其热传导性更高、热膨胀系数(TEC)和芯片比较兼容以及密封性更好，但是价格高是其缺点。
以下将先就热传导性做讨论。
(一)热传导性之影响1. 有机材料之PCB以往PCB所适用的材料重视电的绝缘性要求，使得热传导性小的材质受到重视，现在常用之玻璃布基材环氧树脂积层板（GE）及纸基材苯酚树脂基层板（PP）和其它材料相比几乎是不导热的材料。
然而随着零件发热密度升高，使得单靠元件表面散热的方式更为困难，增加PCB的热传导性将有助于器件的散热，因此需开发能同时满足电性的绝缘性及热传导性的材料。
树脂材料使用时，可增加热传导率高之铜箔以增加等效热传导性，在GE 材料制之PCB，可由单层PCB＞双层PCB＞多层PCB的顺序以增加平面方向的热传导性，如图三所示，而垂直方向的热传导性则可靠通孔(via)的设计来增进，这在芯片直接承载的基板设计中尤其重要。
图三多层基板之构造【1】由于PCB是由各种不同材料所组成之复合材料，因此在计算PCB之热传导性时，可用等效热传导性来计算，其中ki ：第i 层之热传导性ti ：第i 层之厚度Pi：第I 层之导体所占之百分比T：总厚度而多层的PCB在板的平面方向及垂直方向的热传能力并不相同，因而模拟热传导性时需考虑非等向性的问题，在PCB的垂直及水平方向上所用的模型并不相同，垂直及水平方向的等向热传导性分别为此经验式和实验结果比较，误差约在10%以内【3】，表一为常用的各种无填充物的有机基板热传导性的整理，这些值在0~100℃的范围内变化在数个百分比之内。
通孔一般用作电性的垂直传输，如图四所示，但适当设计后之通孔也可增加PCB在垂直方向的热传导性，对于芯片直接承载的基板的散热有显著的影响，如图五所示。
通孔外层是铜，由于镀铜有限制，因此当孔径较大时无法将铜镀满，因此中间则一般是胶。
为了增加热传导性，可填充传导性高的银胶等，计算时需将铜含量估算进去，而以如上之等效方式计算传导性，散热通孔之影响如图六所示，当通孔数量越多，孔径越大，且越集中在发热器件下方，散热效果会越好。
图四通孔之实际结构图五 1 mil Cu & 0.5 mil Solder Plating PCB, 0.03 pitch, 300 vias 之散热特性2. 陶瓷材料制PCB陶瓷制PCB常用纯度92~96%的氧化铝（Al2O3），陶瓷材料之传导性一般比金属低，但比但比树脂材料高两位数，表二为陶瓷材料之热传导性【4,5】。
此外在电性、机械、物理上的特性也优异，常用于高发热密度之PCB，例如多晶片模块（multichip module）以及高频器件之基板或光电模块等，如图四所示【4】。
BeO 为热传导性优异的陶瓷材料，堪与铝制材质比美，且有优异的电性绝缘特性，但因其有毒性，使用时需特别注意。
最近以无毒性新开发之SiC 及AIN 之材料来替代BeO。
表二陶瓷材料的热传导性【5】图六陶瓷基板之应用（二）热膨胀系数之影响PCB所使用的绝缘基板材料是用玻璃布等纤维补强的基层板，因玻璃之热膨胀系数比树脂材料的小，平面方向的膨胀量受到限制，只有厚度方向的膨胀量有增加的趋势。
又因当温度大于玻璃转换温度Tg 时，Z 方向的膨胀系数将急速增加，因而会造成在可靠性测试中温度循环试验时产生破坏的主因。
在表面组装时，绝缘基板在平面方向的热膨胀系数则是重要的问题，由于组装时会在接合部分产生热应力，而产生在产品内部回路断裂的危险。
图七为各种材料的热膨胀系数（X-Y 方向）之比较【6】，目前PCB的材质开发着重于和组装器件材料（硅或氧化铝）的热膨胀系数相近的材质，陶瓷PCB的热膨胀系数则比有机材质的要低很多，因此可靠度较高。
图七各种材料之热膨胀系数【6】金属材料制PCB由于发热问题越来越严重，金属基板在高效率的封装制程如CMOS 及bipolar 芯片中将越来越重要，比起其它的PCB可提供更好的散热特性。
金属基板的基本散热性能约为80mW/mm2，由于金属的热扩散性很好，因此也取代了许多需要散热片的应用场合。
金属基板也提供了大块的金属面积，可作为接地及屏蔽之用，对于高频的应用也很重要。
此外，高金属也提供了线路板机械上的强度需求。
应用于金属基板的金属材料除了铜之外，其它像是铝、合金以及金属数组复合材料也可应用。
金属基板构造上可分为单面及双面两种，单面金属板只有一面有电路，另一面为金属，应用表面贴装（SMT）的方式组装器件，基本构造如图八所示，其热阻值仅有约0.8℃/W，是铺铜层FR4 的PCB的1/6。
而双面金属板则是两面有线路，金属夹于中间，也称为金属芯基板，上下两层透过沟道（via）相互连接，提升组装密度，最近新技术利用将有机绝缘材料以及导体以连续沉积(sequential deposition)的方式制造于金属板上，可以扩展到更多层的金属基板，如图九所示。
多层金属基板的热阻值大约只有传统板的1/2，散热功能十分优越图八单面金属PCB构造图图九金属芯基板之基本结构【7】器件在PCB上布局的影响PCB上器件的配置对于散热有很大的影响，相同的器件及发热状况安装在不同的位置会有不同的温度结果，这主要是受到PCB的几何形状及环境条件的影响。
在PCB上适当的器件布局可以有效的降低器件温度，考虑的几个重点是。
1. 基本原则(1) 板的放置方向在自然对流时PCB水平放置的效果较垂直放置的效果要差，这是因为垂直放置时，气流可有效流过器件表面，而水平放置时，气流只从器件表面向上流动。
在强制对流时由于风量大，因此放置方向的效果较不明显。
(2) 器件的发热影响当发热量高的器件很接近时，彼此的发热会有加成的效果，因此造成元件温度上升，对可靠度会有不良的影响。
一般对发热量高的器件而言，PCB上有较大的空间以利热传，因此置于中间位置的IC 器件散热效果较好。
2. 在PCB上配置发热特性不同的器件当PCB上安装耐热性不同的器件时散热方面应考虑于下风侧装置怕热的器件（IC、晶体管、电容器等），而于上风处装置耐热及发热的器件（如电阻、变压器），这是因为若将怕热器件安装于发热器件的发热路径之上，会使得温度变得更高。
在实际情况不允许的时候，可考虑在器件之间加装档热板。