Un pad termicamente conduttivo è sempre utile tra TO220 e dissipatore di calore?

Ho dei dubbi sull'affondamento di calore che non sono riuscito a risolvere navigando sul Web. Il mio dubbio è emerso quando si monta un pacchetto TO220 sul suo dissipatore di calore usando questi sporchi cuscinetti economici , ma in realtà ha un ambito abbastanza generale.

Esistono molti articoli sul confronto tra pastiglie termicamente conduttive e grasso termico (e la maggior parte dice che il grasso è migliore in termini di conducibilità termica), ma non ho trovato quasi nulla sulla necessità di un pad di interfaccia termica quando tu non sono preoccupati di isolare elettricamente la linguetta dal dissipatore di calore .

Wikipedia dice :

I cuscinetti termici e il composto termico vengono utilizzati per riempire i vuoti d'aria causati da superfici imperfettamente piatte o lisce che dovrebbero essere in contatto termico; non sarebbero necessari tra superfici perfettamente piane e lisce. I cuscinetti termici sono relativamente solidi a temperatura ambiente, ma diventano morbidi e ben capaci di riempire gli spazi vuoti a temperature più elevate.

Quindi sembra implicare che un cuscinetto termico sia sempre una buona cosa da posizionare tra la linguetta TO220 e il dissipatore di calore al fine di migliorare l'accoppiamento termico. Ma è davvero così? I riferimenti sono un po 'scarsi e tendono a concentrarsi sulle impostazioni di raffreddamento della CPU / GPU.

Inoltre ricordo di aver visto alcune apparecchiature in cui i TO220 erano collegati ai loro dissipatori di calore senza grasso termico né cuscinetti termici. Posso ben capire perché si dovrebbe evitare il grasso termico (procedura di costruzione più complicata e costosa), ma i cuscinetti termici sono sporchi a buon mercato e non fanno molto sforzo quando si deve già avvitare / imbullonare il cuscinetto metallico al dissipatore di calore.

In conclusione: se non mi interessa l'isolamento elettrico tra TO220 e il dissipatore di calore e non voglio usare grasso termico, mettere un cuscinetto termico tra i due è sempre utile, dal punto di vista dell'accoppiamento termico?

La conduttività termica di un grasso secco rispetto a quello termico è mostrata qui per il pacchetto TO-264 (da ON Semi nota applicativa AN-4166 )

Sembra all'incirca da 0,7 a 1,1 ° C / W a seconda della coppia per il montaggio a secco.

I tuoi particolari cuscinetti termici non hanno specifiche per le prestazioni, quindi non puoi davvero essere sicuro di cosa faranno. Forse sono contraffatti fatti di materiale inappropriato. Lo spessore non è nemmeno specificato! L'acquisto di un tale prodotto è un vero schifo e non è raccomandato. È possibile acquistare sottili pad termicamente conduttivi elettricamente con fogli dati reali per $ 18/1000 attraverso la distribuzione: hanno prestazioni eccellenti.

Tuttavia, se fossero buoni quanto i cuscinetti in silicone utilizzati nella stessa nota applicativa, le prestazioni sarebbero le seguenti:

Come puoi vedere, le prestazioni con i pad saranno peggiori di diverse volte rispetto al dry mount, anche con pad in silicone di alta qualità . Se sono economici cr * p e tralasciano il filler di nitruro di boro (BN) dalla gomma siliconica per risparmiare qualche centesimo (probabilmente, IMHO) potrebbero essere molto, molto peggio.

Nota: non ho usato deliberatamente i dati direttamente dai produttori di cuscinetti termici per due motivi: il collegamento è a cuscinetti sconosciuti con caratteristiche sconosciute e, in secondo luogo, i produttori hanno motivo di specificare i loro prodotti in modo tale da farli apparire migliori di quanto possano essere in pratica. I grafici provengono da misurazioni effettive con semiconduttori montati su dissipatori di calore, non misurazioni di materiali sfusi e utilizzano la stessa metodologia per ciascun tipo di montaggio, pertanto è più probabile che i confronti AB siano validi.

TL; DR: non utilizzare gli elettrodi, né ottenerne di diversi che siano termicamente conduttivi e da una fonte di qualità.

I pad a cui ci si collega sono pad isolanti , da utilizzare quando il transistor deve essere isolato elettricamente dal dissipatore di calore.

Se hai bisogno di isolamento, non puoi farne a meno (o qualcosa di simile). Inoltre, avrai bisogno di qualcosa per assicurarti che la vite / il bullone non faccia contatto elettrico.

Se non hai bisogno di isolamento, ti conviene fare a meno, ma usa (un po ') grasso termico per assicurarti che il transistor e il dissipatore di calore abbiano un buon contatto termico.