Sobre resfriamento térmico/geração de calor, resistência térmica, aumento de temperatura e design térmico de chips

A perda de potência de um chip, por um lado, refere-se à diferença entre a potência efetiva de entrada e a potência de saída, que é chamada de potência dissipada. Essa parte da perda será convertida em liberação de calor, e o aquecimento não é bom, o que reduzirá a confiabilidade dos componentes e equipamentos e danificará seriamente o chip. Dissipação de Potência, também conhecida como Dissipação de Potência, é um parâmetro no SPEC de determinados chips, que se refere à potência máxima de dissipação permitida. A potência de dissipação corresponde ao calor, e quanto maior a potência de dissipação permitida, maior será a temperatura de junção correspondente.

O aumento de temperatura de um chip é relativo à temperatura ambiente (25 graus), portanto o conceito de resistência térmica deve ser mencionado. A resistência térmica refere-se à razão entre a diferença de temperatura em ambas as extremidades de um objeto e a potência da fonte de calor quando o calor é transmitido ao objeto, expressa em graus /W ou K/W.

Conforme mostrado na figura abaixo, quando um chip é soldado em uma placa PCB, existem três maneiras principais de o chip dissipar calor, correspondendo a três tipos de resistência térmica.
1) A resistência térmica do interior do chip até o invólucro e os pinos - o chip é fixo e não pode ser alterado.
2) A resistência térmica dos pinos do chip à placa PCB - determinada por uma boa soldagem e placa PCB.
3) A resistência térmica do invólucro do chip ao ar é determinada pelo dissipador de calor e pelo espaço periférico do chip.

Quando a resistência térmica é constante, quanto menor for o consumo de energia, menor será a temperatura. Sob um determinado consumo de energia, quanto menor for a resistência térmica, melhor. Uma menor resistência térmica representa melhor dissipação de calor.