¿Es siempre útil una almohadilla termoconductora entre TO220 y el disipador de calor?

Tengo una duda sobre el disipador de calor que no pude resolver navegando por la Web. Mi duda surgió al montar un paquete TO220 en su disipador de calor usando estas almohadillas sucias y baratas , pero en realidad tiene un alcance bastante general.

Hay muchos artículos sobre comparaciones entre almohadillas térmicamente conductoras y grasa térmica (y la mayoría dice que la grasa es mejor con respecto a la conductividad térmica), pero no encontré casi nada acerca de si se necesita una almohadilla de interfaz térmica cuando no les preocupa aislar eléctricamente la pestaña del disipador de calor .

Wikipedia dice :

Las almohadillas térmicas y el compuesto térmico se usan para llenar los espacios de aire causados ​​por superficies imperfectamente planas o lisas que deben estar en contacto térmico; no serían necesarios entre superficies perfectamente planas y lisas. Las almohadillas térmicas son relativamente firmes a temperatura ambiente, pero se vuelven suaves y pueden llenar huecos a temperaturas más altas.

Por lo tanto, parece implicar que siempre es bueno colocar una almohadilla térmica entre la pestaña TO220 y el disipador de calor para mejorar el acoplamiento térmico. Pero, ¿es realmente así? Las referencias son un poco escasas y tienden a centrarse en configuraciones de refrigeración de CPU / GPU.

Además, recuerdo haber visto algunos equipos donde los TO220 estaban unidos a sus disipadores de calor sin grasa térmica ni almohadillas térmicas. Puedo entender bien por qué uno evitaría la grasa térmica (procedimiento de construcción más complicado y costoso), pero las almohadillas térmicas son muy baratas y no agregan mucho esfuerzo cuando ya tiene que atornillar / atornillar la almohadilla de metal al disipador de calor.

En pocas palabras: si no me importa acerca de aislamiento eléctrico entre TO220 y del disipador de calor y no quiero utilizar grasa térmica, está poniendo una almohadilla térmica entre los dos siempre útil, desde un punto de acoplamiento de vista térmico?

La conductividad térmica de una grasa seca frente a la grasa térmica se muestra aquí para el paquete TO-264 (de ON Semi nota de aplicación AN-4166 )

Parece aproximadamente de 0.7 a 1.1 ° C / W dependiendo del torque para el montaje en seco.

Sus almohadillas térmicas particulares no tienen especificaciones de rendimiento, por lo que realmente no puede estar seguro de lo que van a hacer. Tal vez son falsos hechos de algún material inapropiado. ¡El grosor ni siquiera se especifica! Comprar un producto de este tipo es un juego de dados, y no es recomendable. Puede comprar almohadillas térmicas delgadas conductoras de electricidad con hojas de datos reales por $ 18/1000 a través de la distribución; tienen un rendimiento excelente.

Pero de todos modos, si fueran tan buenos como las almohadillas de silicona utilizadas en la misma nota de aplicación, el rendimiento sería el siguiente:

Como puede ver, el rendimiento con las almohadillas será tan malo como varias veces peor que el montaje en seco, incluso con almohadillas de silicona de alta calidad . Si son cr * p baratos y dejan de lado el relleno de nitruro de boro (BN) del caucho de silicona para ahorrar unos centavos (probablemente, en mi humilde opinión) podrían ser mucho, mucho peores.

Nota: deliberadamente no utilicé los datos directamente de los fabricantes de almohadillas térmicas por dos razones: el enlace es con almohadillas desconocidas de características desconocidas, y en segundo lugar, los fabricantes tienen razones para especificar sus productos de tal manera que se vean mejor de lo que pueden estar en la práctica. Los gráficos son de mediciones reales con semiconductores montados en disipadores de calor, no mediciones de material a granel, y utilizan la misma metodología para cada tipo de montaje, por lo que es más probable que las comparaciones AB sean válidas.

TL; DR: no use las almohadillas ni obtenga otras que sean térmicamente conductoras y de una fuente de calidad.

Las almohadillas a las que se vincula son almohadillas aislantes , que se utilizan cuando el transistor debe estar aislado eléctricamente del disipador térmico.

Si necesita aislamiento, no puede prescindir de uno (o algo similar). Además, necesitará algo para asegurarse de que el tornillo / perno no haga contacto eléctrico.

Si no necesita aislamiento, es mejor que no, pero use (un poco) de grasa térmica para asegurarse de que el transistor y el disipador de calor hagan un buen contacto térmico.