Mica VS silicone

[BrunoValente]

Grazie a tutti per gli interventi, soprattutto a Brianz, chiaro e completo.

Comunemente si usa un 0.34-0.45°C/W per il silicone a seconda di spessore e produttore e 0.4 per la mica (0.05mm senza compound - aumenta con l'aumento dello spessore).

Questi valori si riferiscono a superfici di 1cm^2?

[alev]

Ovviamente, se non serve l'isolamento elettrico non hanno senso né la mica né il silicone.

Se non mi serve l'isolamento, ma le superfici non sono perfettamente lisce - ed i transistors/IC hanno spesso la flangia poco liscia - il silicone può aiutare parecchio a migliorare lo scambio termico

[Jackd]

Da noi la mica è stata abbandonata molti anni fa, al suo posto oggi si usa a seconda delle situazioni, o i fogli pretagliati di "boron nitride and silicone rubber" della Denka, per quando serve usare un unico dissipatore con gli igbt da isolare elettricamente tra di loro, o in alternativa il classico grasso Thermalcote della AAvid per tutte le altre occasioni dove non serva isolamento elettrico, ovvero quando ogni igbt ha il suo dissipatore, o quando si usano i moduli grossi tipo skm400gb.

Posso tranquillamente dire che ad oggi non ho dovuto effettuare alcuna riparazione dovuta a diffettosità di questi fogli isolanti, ed ormai in giro ce ne sono un discreto numero.

Il thermalcote ha di brutto che se non si sta attenti, come qualsiasi altro grasso, tende a sporcare, certo che se si mette correttamente lo stretto indispensabile per "tappare i piccoli dislivelli" tra case e dissipatore, non ne dovrebbe restare poi cosi tanto da riuscire a fare troppi disastri.

[setteali]

Per aggiungere due dati in più, anche se non so quanto possano essere giusti, mi era stato detto che il potere d'isolamento della mica era maggiore a paragone di spessore, si isolava una tensione più alta.
L'altro era che la mica, aveva un potere di trasferimento del calore anche per irraggiamento essendo trasparente, ora non so quanto può essere valido per il fatto che la pasta termica è bianca, anche se è vero che non dovrebbe fare uno strato .

[mir]

..immagino ti stia riferendo solo a quei casi ...

tipo gli integrati serie LM78xx, oppure i classici transistor di potenza in contenitore TOP-3 /SOT-93,dove la pasta termica dal classico colore bianco, offre una buona conducibilità termica e parimenti un buon isolamento, non mi risulta sia conduttiva ... forse ( e dico forse ..) nei circuiti interessati da frequenze radio,potrebbe creare se male utilizzata capacità indesiderate,ammetto che sono circuiti su cui io non ho molto a che fare.

[BrunoValente]

..tipo gli integrati serie LM78xx, oppure i classici transistor di potenza in contenitore TOP-3 /SOT-93,dove la pasta termica dal classico colore bianco, offre una buona conducibilità termica e parimenti un buon isolamento, non mi risulta sia conduttiva ...

Veramente mi giunge nuova: essendo una pasta non dovrebbe garantire alcun isolamento quando viene utilizzata da sola, non perché non è un buon isolante di per se ma perché, essendo una pasta, non può garantire uno strato uniforme.

Immagina quanto possa assottigliarsi, se non sparire addirittura, lo strato in prossimità delle viti di serraggio sul bordo a spigolo vivo del foro.

I regolatori 78xx hanno la parte metallica in contatto con il riferimento, quindi nessun problema (o quasi) ma già i 79xx che lo hanno in contatto con l'ingresso non mi pare si possono montare senza l'isolatore di mica o di silicone facendo affidamento solo sull'isolamento della pasta.

[alev]

Forse mir si riferiva all'isolamento elettrico (contrapposto alla conducibilità termica), io l'ho interpretato così

[Brianz]

Escludo che la pasta termo conduttiva sia da considerare un isolante elettrico.

Certamente ha una resistività elevata, anche dove contiene ossidi metallici: ad esempio, quelle di Fischer Elektronik, sia siliconiche (WLP) che non siliconiche (WLPF) dichiarano 10^12 ohm cm.
Ma ricordiamone la funzione: serve a riempire i gap di aria tra le due superfici in contatto; non esclude che le due superfici vengano a contatto in alcuni punti. Anche perché la sua funzione la fa se è stesa in strato molto sottile (se lo strato è spesso o non uniforme si peggiora l’accoppiamento: deve riempire i gap di aria, non impastare tutto).

Per inciso, quello che può succedere, per quelle con carica metallica, è che se finisce tra le piste dello stampato aggiunge una capacità che può disturbare circuiti con segnali a frequenze elevate (questo problema è evidenziato dalle specifiche di Arctic Silver per le paste caricate con Ag).
Per tutte il problema della pasta sullo stampato è che “sporca” : se finisce in zoccoli, connettori o contatti è di difficile rimozione e ne pregiudica il funzionamento.

Quindi l’isolamento si ottiene inserendo un isolante elettrico, ma che sia conduttivo termico.
L’aggiunta della pasta migliora l’ accoppiamento delle superfici.
Da una documentazione Texas relativa al montaggio del package T0-3 si può leggere questa tabella:

doc. Texas su TO-3

tecterm.jpg (102.46 KiB) Osservato 6115 volte

I dati della resistenza termica sono relativi alla superficie del TO-3.

Se poi diamo una occhiata a soluzioni come i silpad di Bergquist
http://www.farnell.com/datasheets/99609.pdf
vediamo che, a mio parere, la mica “tradizionale” non pare essere più la soluzione ottimale; anche se tanti hanno cominciato molti anni fa a montare i 2N3055 con i kit di mica, rondelle isolanti e vitine varie, le plastiche conduttive di qualità risultano migliori, non solo in termini di praticità e costo, ma anche di prestazione.

Parliamo sempre di montaggi isolati elettricamente, perché dove questo non serve, la pasta interposta tra le due superfici è la scelta ottimale.

[elektronik]

Per quando mi ricordo la mica resiste a piu di mille gradi, fino ad adesso ho capito che la pasta serve a livellare i dislivelli tra il materiale e l'isolante cosa che mi torna poco. La pasta e una pasta che serve a far trasportare il calore dal componente all'aletta di raffreddamento, difatti si chiama pasta termica, per curiosità mi sono andato a leggere questo documento. https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmeleitpaste Quindi la pasta servirà anche per livellare ma la cosa importante e quello di trasmettere il calore, Non so se vi sia mai capitato di trovare film di silicone impregnate di tale pasta, a me e capitato di trovarle diverse volte. La mica e sempre mica, Ma il silicone non è sempre silicone perché ne esistono di diversi tipi ed alcuni sono esageratamente scadenti.

[BrunoValente]

Per quando mi ricordo la mica resiste a piu di mille gradi, fino ad adesso ho capito che la pasta serve a livellare i dislivelli tra il materiale e l'isolante cosa che mi torna poco. La pasta e una pasta che serve a far trasportare il calore dal componente all'aletta di raffreddamento, difatti si chiama pasta termica...

elektronik, la pasta termica, ovviamente, deve condurre bene il calore ma va considerato che se le due superfici accoppiate, quella del semiconduttore e quella del dissipatore, attraverso le quali deve trasmettersi il calore, se fossero perfettamente lisce come uno specchio e anche perfettamente piane, non servirebbe alcuna pasta perché tutti gli atomi di confine di entrambi le superfici sarebbero in contatto tra loro e lo scambio termico potrebbe avvenire già così nel migliore dei modi.

Purtroppo nella realtà le due superfici, se le guardi da molto vicino, diciamo al microscopio, sono tutt'altro che lisce e piane, cioè, anche se ben serrate l'una contro l'altra, il contatto termico è insufficiente a causa di vaste zone che , a causa delle irregolarità, sono molto vicine tra loro ma che non si toccano.

La pasta ha proprio lo scopo di riempire quei microscopici vuoti tra le due superfici che altrimenti conterrebbero aria e, siccome la pasta conduce il calore molto meglio dell'aria...