常规的PCB板是由铜箔和介质压合而成，最常见的介质是FR4。铜与FR4的导热系数之间有非常大的差异，前者约为380W/(m*K)，后者则只有约0.3W/(m*K)。因此，对于整个PCB板来说导热是各项异性的。在平面方向导热系数高，一般范围在10~45W/(m*K)，垂直方向导热系数很低，约在0.3W/(m*K)附近。
这就导致PCB板平面方向散热的效率远大于垂直方向的散热，对这种情况我们可以增加发热区域的铜皮面积，使得热量通过更大的平面传递出去。但是很多设计中并没有足够的空间允许我们这样做，因此我们还需要借助过孔将热量传递到其它层的铜平面，再通过这些铜平面的大面积铜箔来散热。
在放置散热过孔的时候经常会有这样一些疑问，过孔是否越多越好？孔径的大小会影响散热吗？过孔塞孔是否能改善散热性能？
我们依然通过仿真来一一验证这些问题。
在PCB中建立一个DEMO板，板子面积为50*50mm，板厚1.6mm，居中放置一个QFN封装的器件：
分别以孔中心距15mil、40mil、60mil放置过孔阵列：
将PCB板导入仿真软件中，设置环境温度为25℃，自然散热，同时将器件的功耗设置为5W。这个功耗比实际值大了很多，目的在于让仿真的结果对比更加明显。
我们先观察PCB板BOT层(非器件所在层)的温度，BOT层温度最高的区域在IC正下方，不同过孔间距下温度分别是：
在间距15mil时为203.8℃，间距40mil时为201.6℃，间距60mil时为195.0℃。从这个数据看间距最大的时候，底部的温度最低。
似乎可以得出间距越大，散热效果越好？
得出结论之前，我们再分析一下PCB的散热方式。由于PCB板的散热的各项异性，铜散热效率远大于FR4，因此我们需要做的是尽可能把热量引导到大面积的铜箔上进行散热，这个实验中我们是通过过孔进行引导。
如果过孔的数量不够多，那么隔在TOP层和BOT层之间的主要材料就是导热性很差的FR4，此时热量无法有效传递到BOT层，自然在BOT层测得的温度就很低。
但我们关注的重点是IC的温度，由于热量无法扩散，IC的温度必然会升高。这点也可以从仿真中得到：
可见，当过孔间距在15mil时，器件表面的温度比过孔间距60mil时，低了接近30℃。
过孔间距越小，单位面积内的过孔数量也就越多，这时就有更多的通道将热量传递到底层的铜平面进行扩散，因此器件表面的温度会更低。设计的时候，如果有条件，针对发热器件应该多增加过孔。尤其是平面层越多，过孔带来的散热效果会越好。
本文转载自： PCB设计与信号完整性仿真（作者： 十四岁的十四）
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