在 TO220 和散热器之间是否总是有用导热垫?

电器工程 散热器 热的
2022-01-21 19:52:57

我对上网无法解决的散热有疑问。当使用这些肮脏的廉价垫在其散热器上安装 TO220 封装时,我产生了疑问,但实际上它具有相当普遍的范围。

有很多关于导热垫与导热硅脂之间的比较的文章(大多数人说导热硅脂的导热性更好),但我几乎没有发现任何关于是否需要导热垫的文章。不关心标签与散热器的电气绝缘

维基百科说

导热垫和导热膏用于填充应热接触的不完全平坦或光滑表面造成的气隙;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固,但在较高温度下变得柔软并且能够很好地填充间隙。

因此,这似乎意味着在 TO220 接线片和散热器之间放置一个导热垫总是一件好事,以改善热耦合。但真的是这样吗?参考资料有点稀缺,往往集中在 CPU/GPU 冷却设置上。

此外,我记得曾经看到一些设备将 TO220 连接到其散热器上,没有导热油脂或导热垫。我可以很好地理解为什么人们会避免使用导热硅脂(更复杂且成本更高的构建过程),但是导热垫很便宜,并且当您已经必须将金属垫拧/螺栓固定到散热器上时不会增加太多精力。

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硅脂,那么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?

2个回答

此处显示了 TO-264 封装的干式与导热硅脂的热导率(来自ON Semi 应用说明 AN-4166

![在此处输入图像描述

看起来大约为 0.7 到 1.1 °C/W,具体取决于干式安装的扭矩。

您的特定导热垫没有性能规格,因此您真的无法确定它们会做什么。也许它们是由某些不合适的材料制成的假冒产品。甚至没有指定厚度!购买这样的产品完全是废话,不推荐。您可以通过分销以 18/1000 美元的价格购买带有真实数据表的薄导电导热垫——它们具有出色的性能。

但无论如何,如果它们与同一应用说明中使用的硅胶垫一样好,则性能如下:

在此处输入图像描述

如您所见,即使使用高质量的硅胶垫,垫的性能也会比干式安装差几倍如果它们很便宜,并且从硅橡胶中省略了氮化硼(BN)填料以节省几分钱(可能,恕我直言),它们可能会更糟。

注意:我故意不使用直接来自导热垫制造商的数据,原因有两个 - 链接是未知特性的未知垫,其次制造商有理由指定他们的产品以使它们看起来更好比他们可能在实践中。这些图表来自安装在散热器上的半导体的实际测量值,而不是散装材料测量值,并且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:不要使用垫子,或者从优质来源购买不同的导热垫。

您链接到的焊盘是绝缘焊盘,当晶体管必须与散热器电隔离时使用。

如果你需要隔离,你不能没有一个(或类似的东西)。此外,您还需要一些东西来确保螺钉/螺栓不会产生电气接触。

如果您不需要隔离,最好不要隔离,但使用(少量)导热硅脂以确保晶体管和散热器进行良好的热接触。