멘토 그래픽스(Mentor Graphics)의 트리스터(T3Ster) 열저항 측정기는 트랜지스터, 다이오드, IC와 같은 반도체 소자들의 열 특성 및 내부 구조를 측정하는데 최적화된 장비이다. 이번 호에서는 트리스터를 활용하여 스마트폰의 방열 성능을 측정하는 방법을 살펴보도록 한다.

■ 자료 제공 : 이디앤씨, 02-2069-0099, http://www.ednc.com

멘토 그래픽스(Mentor Graphics) MicReD사가 개발한 트리스터(T3Ster) 열저항 측정기는 2000년 시장에 출시된 이래 지금까지 반도체 소자의 열 특성을 측정하는 표준 장비가 되었다. 트리스터는 JEDEC에서 정의하는 열에 관련된 표준 규격을 완벽하게 수행하며 트랜지스터, 다이오드, IC와 같은 반도체 소자들의 열 특성 및 내부 구조를 측정하는데 최적화된 장비이다. 트리스터는 구조 분석 그래프(Structure

Function)를 통하여 반도체 소자의 내부 구조를 표현하며, 열저항 수치로서 열에 취약한 구간을 확인할 수 있다.

초기의 트리스터는 반도체 소자 레벨의 열 특성을 측정하는데 사용되었지만, 꾸준한 연구 끝에 최근에는 PCB(인쇄회로 기판) 위에 실장된 반도체 소자에 파워를 인가하여 스마트폰과 같은 애플리케이션 레벨에서도 열 특성을 측정할 수 있는 환경을 구축하는데 성공했다.

스마트폰은 현재 우리가 살아가는데 필수품이 되었지만, 장시간 사용 시 지속적인 발열로 인하여 뜨거워지는 현상을 종종 경험하게 된다. 스마트폰은 소형화된 컴퓨터이고, 컴퓨터와 같은 성능을 수행하기 위해서 수 많은 부품들이 CPU(중앙처리장치)와 더불어 작은 공간 안에 밀접하게 배치되어 있다. 실제로 CPU가 작동할 때 얼마의 열이 발생하는지 측정하기 위하여 스마트폰을 분해하여 트리스터로 열 측정을 시도하였다. <그림 2>는 화면이 파손된 스마트폰을 분해한 사진이다.

<그림 2>의 PCB에서 CPU에 파워를 인가하기 위하여 별도의 와이어를 연결하였고, CPU는 이를 통해 히팅과 쿨링을 하게 된다. 외부 환경을 차단시키기 위하여 경계 조건으로서 JEDEC 규격의 1입방피트 크기의 스틸 에어 챔버 안에 스마트폰을 넣어서 실험을 진행하였다.

내외부의 방열 효과에 대한 대조군으로 우선 PCB를 측정하고, 실험군으로 다음의 4가지 조건으로 측정을 진행하였다.

■ 스크린 부착

■ 후면 커버 부착

■ 배터리 부착

■ 배터리 커버 부착