Bir soğutucu ile bileşen arasındaki ısı yolunu hesaplarken malzeme iletkenlikleri bilinir, geometri bilinir — ve sonuç ölçümden belirgin biçimde sapar. Eksik olan şey genellikle temas direncidir.
Neden var
Hiçbir yüzey gerçekte düz değildir. İki yüzey birbirine bastırıldığında gerçek temas alanı, görünen alanın küçük bir kesridir; aradaki boşluklar hava (ya da arayüz malzemesi) ile doludur. Isı, bu dar temas noktalarından geçmek zorunda kalır ve bu bir direnç yaratır.
Direnç şunlara bağlıdır: yüzey pürüzlülüğü ve düzlemsellik, temas basıncı, malzeme sertliği, arayüz malzemesinin iletkenliği ve kalınlığı.
Mertebe duygusu
İnce bir metal cidarın kendi ısıl direnci çoğu zaman ihmal edilebilir düzeydedir; aynı montajdaki bir temas arayüzünün direnci ise o cidarın birkaç katı olabilir. Bu yüzden katıyı ayrıntılı çözüp temas direncini ihmal etmek, hassasiyeti yanlış yere harcamaktır.
Arayüz malzemesi ince olmalı
Isıl macun ya da ped, havadan çok daha iyi iletir ama metalden çok daha kötüdür. Dolayısıyla ideal kalınlık, boşlukları dolduracak kadar ince olanıdır. Fazla macun direnci artırır — sık yapılan ve sezgiye aykırı bir hatadır.
Modelleme
Temas direnci, iki bölge arasındaki arayüze doğrudan bir ısıl direnç değeri olarak tanımlanır; katıyı çözen her eşlenik analizde bu tanım yapılmalıdır. Bkz. eşlenik ısı transferi notu.
Değer literatürden ya da üretici verisinden alınır ve belirsizliği büyüktür. Doğru yaklaşım, iki makul uç değerle koşup sonucun ne kadar değiştiğini raporlamaktır. Sıcak nokta sıcaklığı bu değere kuvvetle bağlıysa, bu bir tasarım riskidir ve yazılmalıdır.
Kaynaklar
- JEDEC Solid State Technology Association. JESD51 — Methodology for the Thermal Measurement of Component Packages (Single Semiconductor Device).
- Shah, R. K. & Sekulić, D. P. (2003). Fundamentals of Heat Exchanger Design. John Wiley & Sons. DOI: 10.1002/9780470172605