在TO220和散热器之间是否始终使用导热垫?


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我对散热问题有疑问,我无法通过上网来解决。使用这些肮脏的廉价焊盘将TO220封装安装在散热器上时,我产生了疑问,但实际上它的适用范围很广。

关于导热垫与导热油脂之间的比较,有很多文章(大多数人认为油脂在导热性方面更好),但是我发现关于在需要时是否完全需要导热界面垫几乎一无所获不必担心将翼片与散热器电绝缘

维基百科说

导热垫和导热膏用于填充因不完全平整或光滑的表面(应进行热接触)而导致的气隙;在完全平坦和光滑的表面之间不需要它们。导热垫在室温下相对坚硬,但在高温下会变软并能够填补缝隙。

因此,似乎暗示着导热垫始终是放置在TO220凸片和散热器之间的好东西,以改善热耦合。但是真的是这样吗?参考文献很少,通常集中在CPU / GPU冷却设置上。

此外,我还记得曾经见过一些设备,其中TO220固定在散热器上而没有导热油脂或导热垫。我能很好地理解为什么不使用导热油脂(更复杂,更昂贵的构建过程),但是导热垫价格便宜,而且在已经必须将金属垫拧紧/拧紧到散热器时也不需要花费太多精力。

底线:如果我不关心TO220和散热器之间的电绝缘,并且我不想使用导热油脂,从热耦合的角度来看,在两者之间放置导热垫是否总是有用的?


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您所处的导热垫可能会使情况变得更糟而不是更好。您可以考虑使用铜垫圈来吸收表面粗糙度。铜的导热系数比任何导热垫都要高。
自闭症

@Autistic谢谢您的提示,但我对用更好的东西代替散热垫不感兴趣,但想知道是否值得将它放在第一位。即如果没有护垫,我会更好吗?
Lorenzo Donati-Codidact.org

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这可能取决于您要消耗多少电量才能确定是否需要考虑这些因素。
crowie

Answers:


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此处显示的是TO-264封装的干油脂与导热油脂的导热系数(来自ON Semi应用笔记AN-4166

![在此处输入图片描述

看起来大约为0.7至1.1°C / W,具体取决于干式安装的扭矩。

您特定的导热垫没有性能规格,因此您实际上不确定它们将要做什么。也许它们是用不适当的材料制成的假冒产品。厚度甚至都没有指定!购买此类产品绝对不合时宜,不建议这样做。您可以通过分销渠道以18/1000美元的价格购买带有实际数据表的薄型导电导热垫,它们具有出色的性能。

但是无论如何,如果它们与同一应用笔记中使用的硅胶垫一样好,其性能将如下所示:

在此处输入图片说明

如您所见,即使使用高质量的硅胶垫,该垫的性能也比干式安装的性能差几倍。如果它们价格便宜,并且从硅橡胶中省去氮化硼(BN)填料以节省几美分(可能是恕我直言),它们可能会变得更糟。

注意:出于两个原因,我故意不直接使用导热垫制造商的数据-链接指向未知特性的未知导热垫,其次,制造商有理由以使其外观更好的方式指定其产品比实际情况要多。这些图来自将半导体安装到散热器的实际测量结果,而不是散装材料测量结果,并且针对每种安装类型使用相同的方法,因此AB比较更有可能是有效的。

TL; DR:请勿使用垫子,也不要从优质来源得到导热的垫子。


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+1; 谢谢!我将立即阅读这份不错的应用笔记!
洛伦佐·多纳蒂

对这些图形的怀疑:是否可能是他们在编写Y轴标签时犯了一个错误?它被标记为Rth(jc),即“大小写连接”。不是Rth(ch),即“外壳到散热器”吗?
Lorenzo Donati-Codidact.org

@LorenzoDonati我认为这是散热器的接合点。这就是他们可以衡量的。
Spehro Pefhany

再次感谢您,也感谢您。我知道我可能正在购买废话,但是对于业余爱好者工作或“扔掉”的学校项目来说已经足够了。令人遗憾的是,在意大利,信誉良好的分销商往往会为他们的商品收取比美国更高的费用,而且还有22%的增值税附加费和最低100欧元的订购费(除非您想支付昂贵的邮寄费)。因此,我只从他们那里购买从长远来看绝对需要可靠的设备。
洛伦佐·多纳蒂

顺便说一句,我不知道有关导热垫的BN填料的事情。有一个简单的测试可以揭示它是否存在吗?如果我剪掉其中一个垫子,是否可以看到有填充物的东西?
洛伦佐·多纳蒂

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链接到的焊盘是绝缘体焊盘,当晶体管必须与散热器电气隔离时使用。

如果需要隔离,则不能没有隔离(或类似的东西)。另外,您还需要确保螺丝/螺栓不会产生电接触。

如果不需要隔离,则最好不要使用隔离,但要使用(少量)导热油脂以确保晶体管和散热器之间保持良好的热接触。

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