¿Una almohadilla térmicamente conductora siempre es útil entre TO220 y el disipador de calor?

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Tengo una duda sobre el disipador de calor que no pude resolver navegando la Web. Mi duda surgió cuando monté un paquete TO220 en su disipador de calor utilizando estas almohadillas baratas y sucias , pero en realidad tiene un alcance bastante general.

Hay muchos artículos sobre comparaciones entre almohadillas térmicamente conductoras y grasa térmica (y la mayoría dice que la grasa es mejor con respecto a la conductividad térmica), pero no encontré casi nada sobre si se necesita una almohadilla de interfaz térmica en todo cuando no le preocupa el aislamiento eléctrico de la pestaña del disipador de calor .

Wikipedia dice :

  

Las almohadillas térmicas y el compuesto térmico se utilizan para rellenar los huecos de aire causados por superficies imperfectamente planas o lisas que deben estar en contacto térmico; No serían necesarios entre superficies perfectamente planas y lisas. Las almohadillas térmicas son relativamente firmes a temperatura ambiente, pero se vuelven suaves y capaces de llenar huecos a temperaturas más altas.

Por lo tanto, parece implicar que una almohadilla térmica es siempre una buena cosa para colocar entre la pestaña TO220 y el disipador de calor para mejorar el acoplamiento térmico. Pero, ¿es realmente así? Las referencias son un poco escasas y tienden a centrarse en las configuraciones de enfriamiento de CPU / GPU.

Además, recuerdo haber visto algunos equipos donde los TO220 estaban conectados a sus disipadores de calor sin grasa térmica ni almohadillas térmicas. Puedo entender bien por qué se evitaría la grasa térmica (un procedimiento de construcción más complicado y costoso), pero las almohadillas térmicas son baratas y no agregan mucho esfuerzo cuando ya tiene que atornillar / atornillar la almohadilla metálica al disipador de calor.

Conclusión: si no me importa el aislamiento eléctrico entre TO220 y el disipador de calor y no quiero usar grasa térmica, es colocar una almohadilla térmica entre las dos siempre útil, desde un punto de vista de acoplamiento térmico?

    
pregunta Lorenzo Donati

2 respuestas

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La conductividad térmica de una grasa seca vs. térmica se muestra aquí para el paquete TO-264 (de ON Semi nota de aplicación AN-4166 )

Pareceaproximadamentede0,7a1,1°C/Wsegúnelpardetorsiónparamontajeenseco.

Susalmohadillastérmicasparticularesnotienenespecificacionesderendimiento,porloquerealmentenopuedeestarsegurodeloquevanahacer.Talvezseanfalsoshechosdealgúnmaterialinapropiado.¡Elgrosornisiquieraestáespecificado!Comprarunproductodeestetipoesunjuegodedadostotal,ynoserecomienda.Ustedpuedecompraralmohadillastérmicasdelgadaseléctricamenteconductorasconhojasdedatosrealespor$18/1000atravésdeladistribución;tienenunrendimientoexcelente.

Perodetodosmodos,sifuerantanbuenoscomolasalmohadillasdesiliconausadasenlamismanotadeaplicación,elrendimientoseríaelsiguiente:

Como puede ver, el rendimiento con las almohadillas será tan malo como varias veces peor que el montaje en seco, incluso con almohadillas de silicona de alta calidad . Si son de bajo costo y dejan el relleno de nitruro de boro (BN) de la goma de silicona para ahorrar unos centavos (probablemente, en mi humilde opinión), podrían ser mucho, mucho peores.

Nota: deliberadamente no utilicé los datos directamente de los fabricantes de almohadillas térmicas por dos motivos: el enlace es a almohadillas desconocidas de características desconocidas, y en segundo lugar, los fabricantes tienen razones para especificar sus productos de tal manera que puedan Se ven mejor de lo que pueden ser en la práctica. Las gráficas son de mediciones reales con semiconductores montados en disipadores de calor, no de mediciones de material a granel, y utilizan la misma metodología para cada tipo de montaje, por lo que es más probable que las comparaciones A-B sean válidas.

TL; DR: No use las almohadillas ni obtenga otras que sean térmicamente conductoras y que provengan de una fuente de calidad.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Las almohadillas a las que se vincula son almohadillas aislador , que se utilizarán cuando el transistor debe estar aislado eléctricamente del disipador térmico.

Si necesita aislamiento, no puede prescindir de uno (o algo similar). Y además, necesitará algo para asegurarse de que el tornillo / perno no haga el contacto eléctrico.

Si no necesita aislamiento, es mejor que no lo haga, pero use (un poco) grasa térmica para asegurarse de que el transistor y el disipador térmico hagan un buen contacto térmico.

    
respondido por el Wouter van Ooijen

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