Qu'est-ce que Résistance thermique ?

Grandeur traduisant la difficulté de transmission de la chaleur, en °C/W. Le produit de la puissance dissipée par la résistance thermique donne l'échauffement. La résistance thermique jonction-air ambiant se note θJA.

Nom japonais: 熱抵抗

« Résistance thermique » apparaît dans 11 questions d'entraînement réparties sur 6 thèmes, dont Semi-conducteurs de puissance, Lire une fiche technique, Boîtiers et assemblage.

Domaine: Boîtiers et assemblage

S'entraîner : questions sur Résistance thermique

Un composant de puissance de résistance thermique 2 ℃/W dissipe 10 W. Quelle est l'élévation de température ?

  1. A5 ℃
  2. B12 ℃
  3. C20 ℃
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Réponse : C. 20 ℃

L'élévation de température vaut résistance thermique × pertes, soit 2 ℃/W × 10 W = 20 ℃. Avec une température ambiante de 50 ℃, la température de jonction atteint 70 ℃. En pratique, les résistances thermiques puce → boîtier → dissipateur → air étant en série, on les additionne. La résistance thermique se traite comme une résistance électrique (loi d'Ohm thermique) ; c'est la base de la conception thermique visant à maintenir la température de jonction sous sa limite.

Quel matériau de haute pureté et d'excellente résistance thermique est largement utilisé pour les tubes de réaction des fours de traitement thermique et les supports de plaquettes ?

  1. ALe polyéthylène
  2. BLe verre de quartz
  3. CLe cuivre
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Réponse : B. Le verre de quartz

Le verre de quartz est de haute pureté, a un point de ramollissement élevé d'environ 1600 ℃ et un coefficient de dilatation thermique très faible d'environ 0,5×10⁻⁶ /K, ce qui le rend résistant aux chocs thermiques ; il résiste aussi à de nombreux produits chimiques. Il sert donc aux tubes de réaction des fours, aux nacelles de plaquettes, aux creusets du procédé CZ, etc. Pour les pièces exigeant résistance à plus haute température ou longue durée de vie, on utilise aussi le SiC. Le polyéthylène ne résiste pas à la chaleur et le cuivre est source de contamination métallique.

« Résistance thermique » dans les explications

Questions mentionnant « Résistance thermique » (11)

  1. Un composant de puissance de résistance thermique 2 ℃/W dissipe 10 W. Quelle est l'élévation de température ?
  2. Quel matériau de haute pureté et d'excellente résistance thermique est largement utilisé pour les tubes de réaction des fours de traitement thermique et les supports de plaquettes ?
  3. Quel symbole désigne la résistance thermique entre la jonction de la puce et l’air ambiant, qui exprime la capacité de dissipation thermique d’un boîtier ?
  4. Quelle précaution est correcte lorsque l'on utilise la valeur θJA (résistance thermique jonction-ambiante) indiquée dans la fiche technique pour la conception thermique d'un appareil réel ?
  5. Pour estimer la température de jonction d'un composant de puissance monté sur un dissipateur, quelle combinaison utilise-t-on comme résistance thermique entre la jonction et l'ambiante ?
  6. On équipe un CPU de 50 W d'un refroidisseur de résistance thermique 0,5 K/W. De combien de ℃ environ la puce dépasse-t-elle la température de l'air ambiant (autres chemins thermiques négligés) ?
  7. Quelle est la puissance dissipée au collecteur d'un transistor fonctionnant avec une tension collecteur-émetteur de 5 V et un courant de collecteur de 100 mA ?
  8. Quel est l'objectif principal de la fixation d'un dissipateur thermique sur un composant de puissance ?
  9. Quelle défaillance typique observe-t-on lors de l'« essai de cyclage en puissance », qui soumet un module de puissance à des hausses et baisses répétées de température ?
  10. Dans un boîtier de processeur à forte dissipation, comment s’appelle la plaque métallique posée sur la puce pour étaler la chaleur ?
  11. Quelle utilisation du paramètre ψJT (paramètre de caractérisation thermique jonction-dessus du boîtier) figurant dans la fiche technique est correcte ?

Termes associés

RIE (gravure ionique réactive) SiC (carbure de silicium) Indice de capabilité du procédé (Cpk) FIT Contact Grille de connexion (lead frame) Carte à pointes (probe card) Amincissement face arrière (back grinding) BGA Brasage par refusion

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