IC paketai remiasi PCB šilumos išsklaidymui. Apskritai PCB yra pagrindinis didelės galios puslaidininkinių įtaisų aušinimo būdas. Geras PCB šilumos išsklaidymo dizainas turi didelį poveikį, jis gali priversti sistemą veikti gerai, bet taip pat gali užkasti paslėptą šiluminių avarijų pavojų. Kruopštus PCB išdėstymo, plokštės struktūros ir įrenginio laikiklio tvarkymas gali padėti pagerinti šilumos išsklaidymą vidutinės ir didelės galios programose.

Puslaidininkių gamintojams sunku valdyti sistemas, kurios naudoja jų įrenginius. Tačiau sistema su įdiegta IC yra labai svarbi bendram įrenginio veikimui. Pasirinktinių IC įrenginių atveju sistemos dizaineris paprastai glaudžiai bendradarbiauja su gamintoju, kad užtikrintų, jog sistema atitinka daugelį didelės galios įrenginių šilumos išsklaidymo reikalavimų. Šis ankstyvas bendradarbiavimas užtikrina, kad IC atitiktų elektros ir eksploatacinius standartus, kartu užtikrindamas tinkamą kliento aušinimo sistemos veikimą. Daugelis didelių puslaidininkių kompanijų parduoda įrenginius kaip standartinius komponentus ir nėra jokio kontakto tarp gamintojo ir galutinės programos. Šiuo atveju galime naudoti tik kai kurias bendras gaires, padedančias pasiekti gerą pasyvaus šilumos išsklaidymo sprendimą IC ir sistemai.

Įprastas puslaidininkių paketų tipas yra plikas padas arba „PowerPADTM“ paketas. Šiose pakuotėse lustas montuojamas ant metalinės plokštės, vadinamos drožlių pagalve. Šio tipo lustas padengia lustą lusto apdorojimo procese, taip pat yra geras šiluminis kelias prietaiso šilumai išsklaidyti. Kai supakuotas plikas padas suvirinamas prie PCB, iš pakuotės greitai patenka šiluma į PCB. Tada šiluma per PCB sluoksnius išsisklaido į aplinkinį orą. Plikos pagalvėlės paprastai perkelia apie 80% šilumos į PCB per pakuotės apačią. Likę 20% šilumos išsiskiria per prietaiso laidus ir įvairias pakuotės puses. Mažiau nei 1% šilumos išeina per pakuotės viršų. Tokių paketų atveju, norint užtikrinti tam tikrą prietaiso veikimą, būtina turėti gerą PCB šilumos išsklaidymo dizainą.

Pirmasis PCB dizaino aspektas, pagerinantis šilumines savybes, yra PCB įrenginio išdėstymas. Kai tik įmanoma, PCB didelės galios komponentai turėtų būti atskirti vienas nuo kito. Šis fizinis atstumas tarp didelės galios komponentų maksimaliai padidina PCB plotą aplink kiekvieną didelės galios komponentą, o tai padeda pasiekti geresnį šilumos perdavimą. Reikia atsargiai atskirti temperatūrai jautrius komponentus nuo didelės galios komponentų PCB. Jei įmanoma, didelės galios komponentai turi būti išdėstyti toliau nuo PCB kampų. Tarpinė PCB padėtis padidina plokštės plotą aplink didelės galios komponentus ir taip padeda išsklaidyti šilumą. 2 paveiksle pavaizduoti du identiški puslaidininkiniai įtaisai: A ir B komponentai. Komponento A, esančio PCB kampe, A lusto sandūros temperatūra yra 5% aukštesnė nei komponento B, kuris yra labiau centrinis. Šilumos išsisklaidymą A komponento kampe riboja mažesnis plokštės plotas aplink komponentą, naudojamą šilumos išsklaidymui.

Antrasis aspektas yra PCB struktūra, kuri turi didžiausią įtaką PCB konstrukcijos šiluminėms savybėms. Paprastai kuo daugiau vario PCB, tuo didesnis sistemos komponentų šiluminis našumas. Ideali puslaidininkinių įtaisų šilumos išsklaidymo situacija yra ta, kad mikroschema sumontuota ant didelio skysčiu aušinamo vario bloko. Tai nėra praktiška daugeliui programų, todėl, norėdami pagerinti šilumos išsklaidymą, turėjome atlikti kitus PCB pakeitimus. Daugeliui šiandien naudojamų sistemų bendras tūris mažėja, o tai neigiamai veikia šilumos išsklaidymo efektyvumą. Didesni PCBS turi didesnį paviršiaus plotą, kuris gali būti naudojamas šilumos perdavimui, tačiau taip pat turi daugiau lankstumo, kad tarp didelės galios komponentų liktų pakankamai vietos.

Kai tik įmanoma, maksimaliai padidinkite PCB vario sluoksnių skaičių ir storį. Įžeminto vario svoris paprastai yra didelis, o tai yra puikus šiluminis kelias visam PCB šilumos išsklaidymui. Sluoksnių laidų išdėstymas taip pat padidina bendrą vario, naudojamo šilumos laidumui, savitąjį svorį. Tačiau šis laidas paprastai yra izoliuotas elektra, todėl jo naudojimas kaip galimas radiatorius yra ribotas. Įrenginio įžeminimas turi būti prijungtas kuo elektriškai prie kuo daugiau įžeminimo sluoksnių, kad būtų maksimaliai padidintas šilumos laidumas. Šilumos išsklaidymo angos PCB po puslaidininkiniu įtaisu padeda šilumai patekti į įterptus PCB sluoksnius ir perkelti į plokštės galą.

Viršutinis ir apatinis PCB sluoksniai yra „geriausios vietos“, siekiant pagerinti aušinimo efektyvumą. Naudojant platesnius laidus ir nukreipiant atokiau nuo didelės galios prietaisų, galima sukurti šiluminį kelią šilumos išsklaidymui. Speciali šilumos laidumo plokštė yra puikus PCB šilumos išsklaidymo būdas. Šilumos laidumo plokštė yra PCB viršuje arba gale ir yra termiškai prijungta prie prietaiso per tiesioginę vario jungtį arba per terminę angą. Įpakuotos pakuotės atveju (tik su laidais abiejose pakuotės pusėse) šilumos laidumo plokštė gali būti dedama ant PCB viršaus, suformuota kaip „šuns kaulas“ (vidurys siauras kaip pakuotė, varis nuo pakuotės turi didelį plotą, mažą viduryje ir didelį abiejuose galuose). Jei pakuotė yra keturių pusių (su laidais iš visų keturių pusių), šilumos laidumo plokštė turi būti ant PCB užpakalinės dalies arba PCB viduje.

Šilumos laidumo plokštės dydžio padidinimas yra puikus būdas pagerinti „PowerPAD“ paketų šilumines savybes. Skirtingo dydžio šilumos laidumo plokštė turi didelę įtaką šiluminėms savybėms. Paprastai lentelėje pateikiamas produkto duomenų lapas. Tačiau sunku įvertinti pridėto vario poveikį pasirinktiniams PCBS. Naudodami internetinius skaičiuotuvus, vartotojai gali pasirinkti įrenginį ir pakeisti vario pagalvėlės dydį, kad įvertintų jo poveikį ne JEDEC PCB šiluminiam veikimui. Šie skaičiavimo įrankiai pabrėžia, kokiu mastu PCB dizainas daro įtaką šilumos išsklaidymui. Keturių šoninių pakuočių atveju, kai viršutinio pado plotas yra tik mažesnis už pliką prietaiso pagalvėlės plotą, įterpimas arba galinis sluoksnis yra pirmasis būdas geriau atvėsti. Dvigubiems eilės paketams šilumai išsklaidyti galime naudoti „šuns kaulo“ kilimėlio stilių.

Galiausiai aušinimui gali būti naudojamos sistemos su didesniu PCBS. Sraigtai, naudojami PCB tvirtinimui, taip pat gali užtikrinti veiksmingą šiluminę prieigą prie sistemos pagrindo, kai jie yra prijungti prie šilumos plokštės ir žemės sluoksnio. Atsižvelgiant į šilumos laidumą ir kainą, varžtų skaičius turėtų būti maksimaliai sumažintas iki grąžos sumažėjimo. Prijungus prie termo plokštės, metalinis PCB standiklis turi daugiau aušinimo zonos. Kai kuriose srityse, kuriose PCB korpusas turi apvalkalą, B tipo lituoklio pleistro medžiaga pasižymi didesniu šiluminiu našumu nei oru aušinamas apvalkalas. Aušinimo sprendimai, tokie kaip ventiliatoriai ir pelekai, taip pat dažniausiai naudojami sistemos aušinimui, tačiau jie dažnai reikalauja daugiau vietos arba reikalauja dizaino pakeitimų, kad būtų optimizuotas aušinimas.

Norint suprojektuoti sistemą, pasižyminčią didelėmis šiluminėmis savybėmis, nepakanka pasirinkti gerą IC įrenginį ir uždarą sprendimą. IC aušinimo veikimo planavimas priklauso nuo THE PCB ir aušinimo sistemos talpos, kad IC įrenginiai galėtų greitai atvėsti. Aukščiau paminėtas pasyvaus aušinimo metodas gali labai pagerinti sistemos šilumos išsklaidymo efektyvumą.