9.2. Определение теплового сопротивления от корпуса ис к каркасу блока.

Тепловое сопротивление от ИС к корпусу блока

1 – корпус ИС;

2 – зазор между ИС и шиной;

3 – теплопроводящая шина;

4 – плата;6 – субблок;

5 – каркас субблока;

6 – направляющая блока.

Рассмотрим передачу теплоты кондукцией от некоторой микросхемы к корпусу блока по элементам конструкции. При этом той частью тепловой энергии, которая передается по плате субблока, пренебрегаем, так как Rпл>>Rш.

RЗ – тепловое сопротивление тепло-проводящего материала зазора;

RШ1, RШ2 –сопротивление контакта шина тепловые сопротивления шин;

RK1 – тепловое – каркас субблока;

RСТ – тепловое сопротивление стенки каркаса субблока;

RK2 – тепловое сопротивление контакта каркас субблока – корпус блока.

Результирующее тепловое сопротивление

R_Σ=Rз+(Rш₁+R)( Rш₂+R)/( Rш₁+ Rш₂+2R)

Тепловые сопротивления при этом определяются как

Rз=hз/( λз Sк); Rст=bк/( λст Sст)

Rш1=l₁/( λш Sш); Rш₁=l₂/( λш Sш);

Rк1=1/( αк₁ S к₁); Rк₂=1/( αк₂ Sк₂);

где λз, λш и λст – коэффициенты теплопроводности материала, заполняющего зазор, теплопроводящей шины и каркаса субблока; Sr – площадь зазора между корпусом ИС и шиной; Si – площадь поперечного сечения теплопроводящей шины; Sст – площадь сечения каркаса субблока в направлении, ортогональном к тепловому потоку; S_к1, S_к2 – половина площади контактов шина-каркас субблока, каркас субблока – корпус блока.

10.1. Теплообмен в конструкции эвм.

Основные понятия

Температурный(тепловой) режим- пространственно-временное распределение температуры в КМ. Задачи его анализа сложны, поэтому будем рассматривать только стационарный режим.

Выделяемая активными элементами тепловая энергия может передаваться другим, имеющим более низкую температуру, пассивным элементам, деталям конструкции и отводиться в окружающую среду.

Элементы, выделяющие теплоту, называют источниками, поглощающие – стоками, а сам процесс передачи тепловой энергии – теплообменом.

Тепловой режим зависит от:

• температуры окружающей среды;

• мощности источников и стоков тепловой энергии;

• мощности системы принудительного отвода теплоты;

• условий теплообмена (к ним относятся: размеры, форма, взаимное расположение элементов конструкции и теплофизические параметры материалов конструктивных элементов).

Тепловой режим называется нормальным, если температура компонентов не превышает допустимую. Нормальный режим обеспечивается при проектировании разработкой системы отвода тепловой энергии как для конструкции в целом, так и для ее элементов.

Способы отвода теплоты

Теплота может передаваться:

• кондукцией (теплопроводностью);

• конвекцией;

• излучением;

• испарительным охлаждением.

Передача тепловой энергии от изотермической поверхности i с температурой Qi к изотермической поверхности j с температурой Qj, и наоборот, описывается уравнением:

или (1)

где Фi , Фj - теплота от тел i и j, [Вт],

Fi,j = Fj,i - тепловой (температурный) коэффициент, иногда трактуется как тепловое сопротивление.

Структура тепловых коэффициентов зависит от способа передачи энергии и условий теплообмена.