Over thermische koeling/warmteopwekking, thermische weerstand, temperatuurstijging en thermisch ontwerp van chips
Het vermogensverlies van een chip heeft enerzijds betrekking op het verschil tussen het effectieve ingangsvermogen en het uitgangsvermogen, ook wel gedissipeerd vermogen genoemd. Dit deel van het verlies zal worden omgezet in warmteafgifte, en verwarming is geen goede zaak, wat de betrouwbaarheid van componenten en apparatuur zal verminderen en de chip ernstig zal beschadigen. Vermogensdissipatie, ook wel Power Dissipation genoemd, is een parameter in de SPEC van bepaalde chips, die verwijst naar het maximaal toegestane dissipatievermogen. Het dissipatievermogen komt overeen met warmte, en hoe groter het toegestane dissipatievermogen, hoe hoger de overeenkomstige junctietemperatuur.
De temperatuurstijging van een chip is relatief ten opzichte van de omgevingstemperatuur (25 graden), dus het concept van thermische weerstand moet worden vermeld. Thermische weerstand verwijst naar de verhouding tussen het temperatuurverschil aan beide uiteinden van een object en het vermogen van de warmtebron wanneer warmte wordt overgedragen naar het object, uitgedrukt in graden /W of K/W.
Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding zijn er, wanneer een chip op een printplaat wordt gesoldeerd, drie belangrijke manieren waarop de chip warmte kan afvoeren, wat overeenkomt met drie soorten thermische weerstand.
1) De thermische weerstand van de binnenkant van de chip tot de schaal en pinnen - de chip staat vast en kan niet worden gewijzigd.
2) De thermische weerstand van chippennen tot printplaat - bepaald door goed solderen en printplaat.
3) De thermische weerstand van de chipbehuizing tegen de lucht wordt bepaald door het koellichaam en de perifere ruimte van de chip.
Wanneer de thermische weerstand constant is, geldt: hoe lager het energieverbruik, hoe lager de temperatuur. Bij een bepaald stroomverbruik geldt: hoe kleiner de thermische weerstand, hoe beter. Een kleinere thermische weerstand vertegenwoordigt een betere warmteafvoer.
