Uma almofada termicamente condutora é sempre útil entre o TO220 e o dissipador de calor?

Tenho uma dúvida sobre dissipação de calor que não consegui resolver navegando na Web. Minha dúvida surgiu ao montar um pacote TO220 em seu dissipador de calor usando essas almofadas baratas e sujas , mas na verdade ele tem um escopo geral.

Existem muitos artigos sobre comparações entre pastilhas termicamente condutoras e graxas térmicas (e a maioria diz que a graxa é melhor em relação à condutividade térmica), mas não encontrei quase nada sobre a necessidade de uma pastilha de interface térmica quando você não se preocupa em isolar eletricamente a aba do dissipador de calor .

A Wikipedia diz :

Almofadas térmicas e composto térmico são usados ​​para preencher as lacunas de ar causadas por superfícies imperfeitamente planas ou lisas que devem estar em contato térmico; eles não seriam necessários entre superfícies perfeitamente planas e lisas. As almofadas térmicas são relativamente firmes à temperatura ambiente, mas ficam macias e bem capazes de preencher lacunas em temperaturas mais altas.

Portanto, parece implicar que uma almofada térmica seja sempre uma boa coisa entre a guia TO220 e o dissipador de calor para melhorar o acoplamento térmico. Mas é realmente assim? As referências são um pouco escassas e tendem a se concentrar nas configurações de refrigeração da CPU / GPU.

Além disso, lembro-me de ter visto alguns equipamentos nos quais os TO220s estavam conectados aos dissipadores de calor sem graxa térmica nem almofadas térmicas. Eu posso entender bem por que evitar uma graxa térmica (procedimento de construção mais complicado e caro), mas as almofadas térmicas são baratas e não exigem muito esforço quando você já precisa parafusar / prender a almofada de metal no dissipador de calor.

Conclusão: se eu não me importo com o isolamento elétrico entre o TO220 e o dissipador de calor e não quero usar graxa térmica, está colocando uma almofada térmica entre as duas sempre útil, do ponto de vista do acoplamento térmico?

A condutividade térmica de uma graxa seca vs. térmica é mostrada aqui para o pacote TO-264 (da nota de aplicação ON Semi AN-4166 )

Parece aproximadamente 0,7 a 1,1 ° C / W, dependendo do torque para montagem a seco.

Suas almofadas térmicas específicas não têm especificações de desempenho, então você realmente não pode ter certeza do que elas farão. Talvez eles sejam feitos de algum material impróprio. A espessura nem é especificada! Comprar um produto desse tipo é uma porcaria total, e não é recomendado. Você pode comprar placas térmicas eletricamente condutoras finas com folhas de dados reais por US $ 18/1000 por meio da distribuição - elas têm excelente desempenho.

De qualquer forma, se fossem tão boas quanto as almofadas de silicone usadas na mesma nota de aplicação, o desempenho seria o seguinte:

Como você pode ver, o desempenho das almofadas será tão ruim quanto várias vezes pior que a montagem a seco, mesmo com as almofadas de silicone de alta qualidade . Se eles são baratos * e deixam de fora o material de nitreto de boro (BN) da borracha de silicone para economizar alguns centavos (provavelmente IMHO), eles podem ser muito, muito piores.

Nota: deliberadamente, não usei os dados diretamente dos fabricantes de placas térmicas por dois motivos: o link é para placas desconhecidas de características desconhecidas e, em segundo lugar, os fabricantes têm razões para especificar seus produtos de maneira a torná-los melhores. do que na prática. Os gráficos são de medições reais com semicondutores montados em dissipadores de calor, não medições de material a granel, e usam a mesma metodologia para cada tipo de montagem, para que as comparações AB sejam mais prováveis ​​de serem válidas.

TL; DR: Não use os eletrodos ou obtenha outros que sejam termicamente condutivos e de uma fonte de qualidade.

As almofadas às quais você vincula são almofadas isoladoras , a serem usadas quando o transistor precisar ser isolado eletricamente do dissipador de calor.

Se você precisar de isolamento, não poderá ficar sem um (ou algo semelhante). Além disso, você precisará de algo para garantir que o parafuso não faça o contato elétrico.

Se você não precisar de isolamento, é melhor ficar sem, mas use (um pouco) graxa térmica para garantir que o transistor e o dissipador de calor façam um bom contato térmico.