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2021.09.01 열 설계

열 저항과 방열의 기본 : 전도의 열 저항

전자기기의 반도체 부품 열 설계

지난 편에서는, 전열에 전도, 대류, 방사 (복사)의 3가지 형태가 있다고 설명했습니다. 이제, 각 전열 형태에 따른 열 저항에 대해 설명하겠습니다. 먼저 「전도」의 열 저항입니다.

전도의 열 저항

열의 전도란, 물질, 분자간 열의 이동입니다. 이러한 전도에서의 열 저항은 하기 그림과 식으로 나타낼 수 있습니다.

그림은, 단면적 A, 길이 L인 물질의 끝부분 온도 T1이 전도에 의해 온도 T2에 이르는 것을 이미지로 나타낸 것입니다.

첫번째 식의 T1과 T2의 온도차는 적색 점선으로 표시한 항에 열류량 P를 곱한 값입니다.

마지막 식은 적색 점선으로 표시한 항이 열 저항 Rth에 해당하는 것을 나타냅니다.

그림 및 식의 각 항에서 알 수 있듯이, 전도의 열 저항은 도체의 시트 저항과 기본적으로 동일한 개념입니다. 시트 저항은 적색 점선 안쪽의 열 전도율을 저항률로 대체한 식으로 구할 수 있습니다. 저항률이 도체의 재료에 따라 고유의 값을 가지는 것과 같이, 열 전도율도 재료 고유의 값이 됩니다.

열 저항 식에서 물체의 단면적이 커지거나, 길이가 짧아지면 전도의 열 저항은 낮아집니다.

(T1-T2)를 구하는 식은 결과적으로 열 저항 Rth×열류량 P가 되며, 「열 저항이란」 편에서 설명한 「열의 옴 법칙」에 준거합니다.

키 포인트

・전도의 열 저항은, 도체의 시트 저항과 동일한 개념이다.

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