Comment choisir un dissipateur thermique ?
Avec le développement de la science et de la technologie, la dissipation de puissance des composants microélectroniques augmente et la taille du boîtier devient de plus en plus petite. Par conséquent, la gestion thermique devient de plus en plus importante dans la conception de produits électroniques.
La fiabilité et la durée de vie des équipements électroniques sont inversement proportionnelles à la température de fonctionnement. Du point de vue de la fiabilité et de la température de fonctionnement d'un dispositif semi-conducteur au silicium typique, l'abaissement de la température de fonctionnement augmentera de manière exponentielle la fiabilité et la durée de vie du dispositif. Par conséquent, le contrôle efficace de la température de fonctionnement de l'équipement dans la limite est la garantie de son fonctionnement stable à long terme.
Le dissipateur thermique est un dispositif qui améliore le transfert de chaleur de l'extrémité chaude vers l'extrémité froide. En règle générale, l'extrémité chaude est la partie supérieure de l'appareil qui génère de la chaleur et l'extrémité froide est l'air ambiant en tant que moyen de dissipation de chaleur. La discussion suivante suppose que l'air est le milieu de refroidissement. Dans la plupart des cas, le transfert de chaleur de la surface solide à l'air est le maillon le moins efficace de tout le système de transfert de chaleur, et la surface de contact solide-gaz est également l'endroit avec la plus grande résistance thermique. Le dissipateur thermique réduit la résistance thermique de la surface de contact solide-vapeur en augmentant la surface de contact avec le fluide de refroidissement, ce qui permet à l'appareil de transférer plus de chaleur ou d'abaisser la température de fonctionnement de l'appareil sous la même élévation de température. Le but principal de l'utilisation du dissipateur thermique est de rendre la température de fonctionnement de l'appareil inférieure à l'indicateur défini par le fabricant.
Cycle thermique (la traduction littérale est ce titre, mais en fait c'est la méthode des réseaux de résistances thermiques qu'on dit souvent, ou la méthode des réseaux thermiques/méthode des réseaux électriques, ci-après dénommée méthode des réseaux de résistances thermiques) Avant d'aborder comment choisir un dissipateur thermique, afin que les lecteurs qui ne sont pas familiarisés avec la conduction thermique puissent comprendre rapidement le sujet de la discussion, expliquez d'abord la terminologie impliquée dans la discussion suivante et la méthode d'établissement d'un réseau de résistance thermique. Les définitions des symboles et des termes sont les suivantes :
Q : La puissance totale ou le taux de génération de chaleur (doit être traduit par puissance dissipée), l'unité W, représente le taux de chaleur généré par les composants électroniques pendant le fonctionnement. Afin de sélectionner un dissipateur thermique approprié, la valeur maximale de la puissance dissipée est généralement utilisée.
Tj : température de jonction (généralement, cela doit faire référence à la température de jonction, et la description dans le texte original est la température de jonction maximale pour que l'appareil fonctionne de manière stable), en °C.
La température de jonction maximale admissible va de 115 °C pour les composants microélectroniques courants à 180 °C pour certains dispositifs de contrôle de température spéciaux. Dans l'armée et certaines occasions spéciales, les composants avec une température de fonctionnement de 65°C à 80°C sont rarement utilisés. (Le texte original n'indique pas la température de fonctionnement, afin de ne pas prêter à confusion, la traduction est spécialement révisée).
Tc : La température du boîtier de l'appareil, en °C.
Étant donné que la température du boîtier est liée au point de test sélectionné sur la coque du boîtier (la température de la surface du boîtier du composant électronique n'est pas uniforme), il s'agit généralement du point de température le plus élevé sur la coque du boîtier.
Ts : La température du radiateur, en °C.
Il s'agit du point de température le plus élevé où le dissipateur de chaleur est proche de l'appareil (la surface de la coque de l'emballage).
Ta : Température ambiante, en °C.
Grâce à la relation entre la différence de température (le texte d'origine est la température) et la vitesse de transfert de chaleur (le texte d'origine est la vitesse de dissipation de chaleur), l'efficacité du transfert de chaleur entre deux positions d'une structure thermique peut être exprimée quantitativement par le résistance thermique R. La définition de la résistance R est la suivante :
R=ΔT/Q Où ΔT est la différence de température entre les deux positions. L'unité de résistance thermique est le °C/W, qui représente la différence de température lorsqu'un taux unitaire de chaleur est transféré. La définition de la résistance thermique est quelque peu similaire à la résistance Re définie par la loi d'Ohm's Re=ΔV/I. Où V est la différence de potentiel et I est le courant.
