Là một miếng đệm dẫn nhiệt luôn hữu ích giữa TO220 và tản nhiệt?

Tôi có nghi ngờ về việc tản nhiệt mà tôi không thể giải quyết bằng cách lướt web. Tôi nghi ngờ khi đặt gói TO220 trên tản nhiệt của nó bằng cách sử dụng các miếng đệm rẻ tiền bẩn này , nhưng thực sự nó có phạm vi khá chung.

Có rất nhiều bài viết về việc so sánh giữa các miếng dẫn nhiệt so với mỡ nhiệt (và hầu hết đều nói rằng mỡ tốt hơn về độ dẫn nhiệt), nhưng tôi hầu như không thấy gì về việc liệu có phải là miếng đệm giao diện nhiệt không khi bạn không quan tâm đến cách điện của tab từ tản nhiệt .

Wikipedia nói :

Các miếng đệm nhiệt và hợp chất nhiệt được sử dụng để lấp đầy các khe hở không khí gây ra bởi các bề mặt phẳng hoặc nhẵn không hoàn hảo cần tiếp xúc với nhiệt; chúng sẽ không cần thiết giữa các bề mặt hoàn toàn phẳng và mịn. Miếng đệm nhiệt tương đối chắc chắn ở nhiệt độ phòng, nhưng trở nên mềm và có khả năng lấp đầy các khoảng trống ở nhiệt độ cao hơn.

Vì vậy, nó dường như ngụ ý rằng một miếng đệm nhiệt luôn là một thứ tốt để đặt giữa tab TO220 và tản nhiệt để cải thiện khớp nối nhiệt. Nhưng nó thực sự như vậy? Tài liệu tham khảo hơi khan hiếm và có xu hướng tập trung vào các thiết lập làm mát CPU / GPU.

Hơn nữa, tôi nhớ đã thấy một số thiết bị trong đó TO220 được gắn vào tản nhiệt của chúng mà không có mỡ nhiệt cũng như miếng đệm nhiệt. Tôi cũng có thể hiểu tại sao người ta sẽ tránh được mỡ nhiệt (quy trình xây dựng phức tạp và tốn kém hơn), nhưng miếng đệm nhiệt thì bẩn và không tốn nhiều công sức khi bạn phải vặn / bắt vít miếng kim loại vào tản nhiệt.

Điểm mấu chốt: nếu tôi không quan tâm đến cách điện giữa TO220 và tản nhiệt và tôi không muốn sử dụng mỡ nhiệt, thì việc đặt một miếng đệm nhiệt giữa hai luôn có ích, từ quan điểm khớp nối nhiệt?

Độ dẫn nhiệt của mỡ khô và mỡ nhiệt được hiển thị ở đây cho gói TO-264 (từ ghi chú ứng dụng ON Semi AN-4166 )

Hình như khoảng 0,7 đến 1,1 ° C / W tùy thuộc vào mô-men xoắn cho giá treo khô.

Miếng đệm nhiệt cụ thể của bạn không có thông số kỹ thuật cho hiệu suất, vì vậy bạn thực sự không thể chắc chắn những gì họ sẽ làm. Có thể chúng là hàng giả làm từ một số tài liệu không phù hợp. Độ dày thậm chí không được chỉ định! Mua một sản phẩm như vậy là hoàn toàn tào lao, và không được khuyến khích. Bạn có thể mua các miếng đệm nhiệt dẫn điện mỏng với các bảng dữ liệu thực với giá $ 18/1000 thông qua phân phối - chúng có hiệu suất tuyệt vời.

Nhưng dù sao đi nữa, nếu chúng tốt như các miếng silicon được sử dụng trong cùng một ghi chú ứng dụng, hiệu suất sẽ như sau:

Như bạn có thể thấy, hiệu suất với các miếng đệm sẽ tệ hơn nhiều lần so với ngàm khô, ngay cả với các miếng silicon chất lượng cao . Nếu chúng là cr * p rẻ tiền và bỏ đi chất độn boron nitride (BN) từ cao su silicon để tiết kiệm một vài đồng xu (có khả năng, IMHO) thì chúng có thể tồi tệ hơn nhiều.

Lưu ý: Tôi cố tình không sử dụng dữ liệu trực tiếp từ các nhà sản xuất miếng đệm nhiệt vì hai lý do - liên kết là các miếng đệm không rõ đặc điểm và thứ hai là các nhà sản xuất có lý do để chỉ định sản phẩm của họ theo cách làm cho chúng trông đẹp hơn hơn họ có thể trong thực tế. Các biểu đồ là từ các phép đo thực tế với chất bán dẫn được gắn vào các bộ tản nhiệt, không phải các phép đo vật liệu khối và sử dụng cùng một phương pháp cho từng loại lắp để so sánh AB có nhiều khả năng hợp lệ.

TL; DR: Không sử dụng các miếng đệm, hoặc lấy các miếng khác nhau dẫn nhiệt và từ một nguồn chất lượng.

Các miếng đệm bạn liên kết đến là các miếng đệm cách điện , được sử dụng khi bóng bán dẫn phải được cách ly điện với tản nhiệt.

Nếu bạn cần cách ly, bạn không thể làm mà không có một (hoặc một cái gì đó tương tự). Ngoài ra, bạn sẽ cần một cái gì đó để đảm bảo rằng ốc vít / bu-lông không tiếp xúc với điện.

Nếu bạn không cần cách ly, tốt hơn hết là không có, nhưng sử dụng (một chút) mỡ nhiệt để đảm bảo bóng bán dẫn và tản nhiệt tiếp xúc nhiệt tốt.