프로세서 또는 칩에 발열이 심한 경우, 어느정도 크기의 Heat sink를 붙여주어야 할까?
열저항이라는 개념을 알아야 한다.
rohm의 Basics of Thermal Resistance and Heat Dissipation 문서를 정리하였다.
열저항 ?
Thermal(열) resistance(저항)는 말 그대로 열저항이다. 회로의 저항R과 느낌이 비슷하다.
회로의 저항(R)값이 크면, 저항을 통과하는 전류량은 작다.
A라는 물체의 열저항이 크면, A를 통과하는 열이 작다.
고무와 구리 중 무엇이 열을 잘 전달할까? 당연히 구리이다. 고무는 구리에 비해 상대적으로 열을 잘 전달하지 못한다.
고무의 열저항 > 구리의 열저항
물체의 열저항이 크면, 그 물체는 열을 잘 전달하지 못하며,
물체의 열저항이 작으면, 그 물체는 열을 잘 전달한다.
열이 전달 되는 방식
열이 전달되는 방식으로 3가지(Conduction, Convection, Radiation)가 있다.
- Conduction
Conduction is heat transfer through stationary matter by physical contact.
2가지 단어에 주목하면 된다.
정지된 물체(stationary matter)가 서로 맞닿아(physcial contact)있는 형태의 열 전달
ex) 가스버너위에 팬을 올려두면 팬 바닥이 뜨거워진다.
- Convection
Heat transfer by the macroscopic movement of a fluid. (fluid: substance that flows and is not solid)
유체(fluid)의 흐름(macroscopic movement)에 의한 열 전달
ex) 선풍기 바람으로 계속 연을 식히는 것이다.
- Radiation
Heat transfer occurs when microwave, infrared radiation or another form of electromagnetic radiation is emitted or abosrbed.
전자기파 방사(elctromagnetic)에 의한 열전달
ex) 전자레인지의 마이크로파에 의한 음식물 가열
일반적인 열저항 수식
물체에 P[Watt]만큼의 열을 가했더니, A 지점과 B 지점 온도가 T1, T2가 되었다.
물체의 열저항을 다음과 같이 표현할 수 있다.
Thermal resistance = (T1-T2)/(Heat flow P) [℃/Watt]
하지만 열 전달 방식에 따라 열저항 수식은 다르게 표현할 수 있다.
앞서 열은 3가지 형태로 전달된다고 하였다. Conduction, Convection, Radiation이다.
부품 데이터 시트를 읽다보면 주로 언급되는 열 저항 규격은 Conduction과 Convention이다.
Convection에 의한 열전달과 열저항
열을 저장할 수 있는 공기, 물 같은 유체에 의해 열이 전달되는 것을 convection이라한다.
(진공에서는 convection에 의한 열전달은 없다.)
convection에 의한 열 전달은 면적이 클수록 비례하며, Convection coefficient에 따라 정해진다.
convection에 의한 열전달에는 2가지 형태가 있다.
Natural Convection : 유체의 온도 차이에 의해 유체가 이동함으로써 열에너지가 이동함.
Forced Convection : 강제로 또는 외부요인으로 유체를 이동시켜, 열에너지가 이동함. (ex. FAN, PUMP)
Conduction에 의한 열전달과 열저항
'Heat sink' 카테고리의 다른 글
| Thermal pad, grease의 성능 비교 (0) | 2024.10.11 |
|---|