Ist eine wärmeleitende Unterlage zwischen TO220 und Kühlkörper immer nützlich?

Ich habe Zweifel an der Wärmeableitung, die ich durch Surfen im Internet nicht lösen konnte. Mein Zweifel trat auf, als ich ein TO220-Paket mit diesen schmutzigen billigen Pads auf den Kühlkörper montierte , aber eigentlich hat es einen ziemlich allgemeinen Anwendungsbereich.

Es gibt viele Artikel über Vergleiche zwischen Wärmeleitpads und Wärmeleitpaste (und die meisten sagen, dass Fett in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit besser ist), aber ich habe fast nichts darüber herausgefunden, ob überhaupt eine Wärmeleitpaste benötigt wird, wenn Sie sind nicht besorgt über die elektrische Isolierung der Lasche vom Kühlkörper .

Wikipedia sagt :

Wärmeleitpads und Wärmeleitpaste werden verwendet, um Luftzwischenräume zu füllen, die durch unvollständig ebene oder glatte Oberflächen verursacht werden und in thermischem Kontakt stehen sollten. Sie würden zwischen vollkommen ebenen und glatten Oberflächen nicht benötigt. Wärmeleitpads sind bei Raumtemperatur relativ fest, werden jedoch weich und können Lücken bei höheren Temperaturen gut füllen.

Es scheint also so, als ob ein Wärmeleitpad immer eine gute Sache ist, um die Wärmekopplung zu verbessern. Aber ist es wirklich so? Referenzen sind etwas knapp und konzentrieren sich in der Regel auf CPU / GPU-Kühlungs-Setups.

Außerdem erinnere ich mich, dass ich einige Geräte gesehen habe, bei denen TO220 ohne Wärmeleitpaste oder Wärmeleitpads an ihren Kühlkörpern befestigt waren. Ich kann gut verstehen, warum man Wärmeleitpaste vermeiden würde (kompliziertere und kostspieligere Bauprozedur), aber Wärmeleitpads sind spottbillig und machen keinen großen Aufwand, wenn Sie das Metallpad bereits mit dem Kühlkörper verschrauben müssen.

Fazit: Wenn mir die elektrische Isolierung zwischen TO220 und Kühlkörper egal ist und ich keine Wärmeleitpaste verwenden möchte, ist es aus Sicht der Wärmekopplung immer sinnvoll, ein Wärmeleitpad zwischen beiden zu platzieren ?

Die Wärmeleitfähigkeit einer trockenen im Vergleich zu einer Wärmeleitpaste wird hier für das TO-264-Paket gezeigt (von ON Semi Application Note AN-4166 ).

Sieht je nach Drehmoment für die Trockenmontage wie etwa 0,7 bis 1,1 ° C / W aus.

Ihre speziellen Wärmeleitpads haben keine Leistungsspezifikationen, Sie können sich also nicht sicher sein, was sie tun werden. Vielleicht handelt es sich um Fälschungen aus ungeeignetem Material. Die Dicke ist nicht einmal angegeben! Der Kauf eines solchen Produkts ist ein absoluter Wahnsinn und wird nicht empfohlen. Sie können dünne, elektrisch leitende Wärmeleitpads mit echten Datenblättern für $ 18/1000 über den Vertrieb kaufen - sie haben eine hervorragende Leistung.

Wenn sie jedoch so gut wären wie die in derselben Anwendungsnotiz verwendeten Silikonkissen, wäre die Leistung wie folgt:

Wie Sie sehen, ist die Leistung der Pads sogar um ein Vielfaches schlechter als die der Trockenmontage, selbst bei hochwertigen Silikonpads . Wenn sie billig sind und den Bornitrid-Füllstoff (BN) aus dem Silikongummi weglassen, um ein paar Cent (wahrscheinlich, IMHO) zu sparen, könnten sie viel, viel schlimmer sein.

Hinweis: Ich habe die Daten der Hersteller von Wärmeleitpads aus zwei Gründen absichtlich nicht direkt verwendet: Die Verknüpfung bezieht sich auf unbekannte Pads mit unbekannten Eigenschaften, und zweitens haben die Hersteller Grund, ihre Produkte so anzugeben, dass sie besser aussehen als sie in der Praxis sein können. Die Diagramme stammen aus tatsächlichen Messungen mit Halbleitern, die auf Kühlkörpern montiert wurden, und nicht aus Messungen von Schüttgütern. Sie verwenden für jeden Montagetyp die gleiche Methode, sodass AB-Vergleiche mit höherer Wahrscheinlichkeit gültig sind.

TL; DR: Verwenden Sie keine Pads oder andere Pads, die wärmeleitend sind und von einer hochwertigen Quelle stammen.

Die Pads Sie verlinken auf sind Isolator Pads, verwendet werden , wenn der Transistor muss elektrisch vom Kühlkörper getrennt werden.

Wenn Sie eine Isolierung benötigen, können Sie nicht auf eine (oder eine ähnliche) verzichten. Außerdem müssen Sie sicherstellen, dass die Schraube den elektrischen Kontakt nicht herstellt.

Wenn Sie keine Isolierung benötigen, sollten Sie darauf verzichten. Verwenden Sie jedoch (ein wenig) Wärmeleitpaste, um sicherzustellen, dass der Transistor und der Kühlkörper einen guten Wärmekontakt haben.