Hallo,
zerlege eben einen DCDC-Schaltregler vom Chinamann, die beiden
Kühlkörper waren selten übel auf die Platine gepfuscht. Bei der
Gelegenheit habe ich auch die beiden Halbleiter im TO220 Gehäuse
abmontiert, weil diese "Isolier-Lappen" ebenfalls schlampig montiert
waren. Dass da bereits ein Loch drin war, ist dem Chinamann wohl
entgangen...
Nun würde ich an der Stelle lieber Glimmerscheiben montieren und wollte
mal fragen, welche der beiden Isolierscheiben bzgl. Wärmeleitfähigkeit
besser ist. Diese "Lappen" kenne ich nicht.
Andi
Glimmer ist besser als der Lappen, aber da man beim Glimmer
Wärmeleitpaste benutzen muss, nicht sicher zu sagen. Bei beiden hat man
eingeschlossene Luft zwischen Package und Scheibe/Lappen und zwischen
Scheibe/Lappen und KüKö.
Schau' doch mal in die Katalogangaben deines Lieblingsdistributors, was
der zu Lappen und Scheibe sagt.
mfg mf
Andi S. schrieb:> Nun würde ich an der Stelle lieber Glimmerscheiben montieren und wollte> mal fragen, welche der beiden Isolierscheiben bzgl. Wärmeleitfähigkeit> besser ist.
Kann man natürlich nur mit Blick in die Datenblätter sicher beantworten.
Grundsätzlich ist aber zu sagen, daß Glimmer mit typisch >0,3K/W einen
erheblich größeren Wärmewiderstand hat als gute Pads. Das schlägt sich
auch im Preis nieder, Glimmer ist billig, Pads um ein mehrfaches teurer.
Auch bei Isolationswiderstand und Durchschlagsfestigkeit sind Pads
typisch besser.
Überlegen ist Glimmer eigentlich nur bei der thermischen Beständigkeit.
Spielt aber bei Halbleiterkühlung keine Rolle, 200 Grad halten beide
Materialien problemlos aus.
> Diese "Lappen" kenne ich nicht.
Wo warst Du in den letzten 40 Jahren? Die gibts ja nun nicht erst seit
gestern und seit "China"...
Thomas W. schrieb:> Kann man die Wärmeleitfähigkeit für die Folien in den Wärmewiderstand> der Glimmerplatten umrechnen ?
Das Blöde ist, daß jemand 2 mal den m rausgekürzt hat und die Formel
somit nicht mehr selbsterklärend ist.
Grundlagen: https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmeleitf%C3%A4higkeit
Wenn ein Wärmewiderstand angegeben ist, ist auch immer die Fläche zu
berücksichtigen. Die immer für Glimmer angegebenen 0,3K/W gelten für
einen Quadratzoll = TO3, stehen aber oft auch so bei TO220. In dem
alutronic-Dokument gibt es ehrliche Angaben.
Ältere AN wie Motorola/ONSemis AN1040/D oder Kap 7 der Philips "Power
Semiconductor Applications" bieten Hilfen zur Kühlkörperdimensionierung.
Arno
Arno H. schrieb:> Die immer für Glimmer angegebenen 0,3K/W gelten für> einen Quadratzoll = TO3, stehen aber oft auch so bei TO220.> In dem alutronic-Dokument gibt es ehrliche Angaben.
Also ich lese in dem alutronic-Dokument bei den Folien 0,9 W/mK und bei
Glimmer finden sich keine Angaben zum Wärmewiderstand. Ein Vergleich ist
also nicht möglich.
Flip B. schrieb:> ich vermute ja, dass die Halbleiter gar nicht isoliert sein müssen.
Da vermutest du falsch.
Bei den Folien ist die Wärmeleitfähigkeit angegeben und bei Glimmer der
Wärmewiderstand. Ich lese unter der Zeichnung des TO220 Gehäuses ganz
deutlich: Rth: [K/W]: 1,25
Arno
Flip B. schrieb:> ich vermute ja, dass die Halbleiter gar nicht isoliert sein> müssen. Wenn die schraube vorher nicht isoliert war, einfach nur> wärmeleitpaste nehmen.
Wenn eine Glimmerscheibe eingesetzt wird, dann ist automatisch auch ein
Isoliernippel im Einsatz, oder wenigstens eine M3 Kunststoffschraube!
Inzwischen weit häufiger anzutreffen und besser ist allerdings eine
Feder-/ Klammerkonstruktion die das Gehäuse genau dort an den Kühlkörper
presst wo sich inneren der Halbleiterchip befindet(TO220 u. ähnl.).
Umrechnung, so von der Logik her, mit vereinfachten Werten
durchgespielt:
Glimmer:
0,5K/W = bei 10 Watt Wärmeleistung wird der Gehäuseboden 5 Grad wärmer
als der Kühlkörper auf dem er montiert ist.
Pad:
1W/mK = bei 10 Watt Wärmeleistung wird der Gehäuseboden 10mK (0,01 Grad)
wärmer als der Kühlkörper auf dem er montiert ist.
Ist da ein Fehler drin? Mit einer derart großen Differenz hätte ich
selbst nicht gerechnet.
Würde allerdings erklären weshalb die Pads, obwohl erheblich teurer,
sich trotzdem überall durchgesetzt haben.
kühler schrieb:> Grundsätzlich ist aber zu sagen, daß Glimmer mit typisch >0,3K/W einen> erheblich größeren Wärmewiderstand hat als gute Pads.
Wie dick ist der Lappen? Wie dick ist die Glimmerscheibe?
mfg mf
Arno H. schrieb:> Ich lese unter der Zeichnung des TO220 Gehäuses ganz> deutlich: Rth: [K/W]: 1,25
Ok, habe ich übersehen. Wobei man bei den Angaben aufpassen muss, Pollin
schreibt z.B. 0.4 K/W für den TO 220 Glimmer.
https://www.pollin.de/p/glimmerscheiben-to-220-440643
Also 1.25 K/W für den Glimmer und 0.9 W/mK für den Lappen.
Was ist nun besser?
> mK ist nicht milliKelvin sondern meter * Kelvin.
Wo ich bei dem Lappen einen Meter finde, erschließt sich mir nicht
wirklich.
Thomas W. schrieb:> Kann man die Wärmeleitfähigkeit für die Folien in den Wärmewiderstand> der Glimmerplatten umrechnen ?
Den Wärmeübergangswiderstand darfst du dabei auch nicht vergessen.
Andi S. schrieb:>> mK ist nicht milliKelvin sondern meter * Kelvin.> Wo ich bei dem Lappen einen Meter finde, erschließt sich mir nicht> wirklich.
In welcher Einheit würdest DU denn die Dicke messen?
Thomas W. schrieb:> Kann man die Wärmeleitfähigkeit für die Folien in den Wärmewiderstand> der Glimmerplatten umrechnen ?
Natürlich. Denk mal nach.
Genau analog so wie bei Widerstand und Leitwert.
Andi S. schrieb:>> mK ist nicht milliKelvin sondern meter * Kelvin.> Wo ich bei dem Lappen einen Meter finde, erschließt sich mir nicht> wirklich.
Wenn man die Fläche in m² und die Dicke in m angibt, dann kürzt sich ein
m raus. Ja, so rechnen Ingenieure (und Physiker, Mathematiker, ...) das.
Scheint auf den ersten Blick ungewöhnlich, hat aber den Vorteil daß man
von der Geometrie des Pads absehen kann.
Und um noch auf die Ausgangsfrage einzugehen: abgesehen davon, daß das
Pad ein Loch zuviel hat (und so die vermutlichen Isolationanforderungen
wohl nicht mehr erfüllt) ist das Pad besser als Glimmer. Ganz abgesehen
davon, daß man sich so die Sauerei mit der Paste erspart.
kühler schrieb:> Ist da ein Fehler drin
Ja
Andi S. schrieb:> Also 1.25 K/W für den Glimmer und 0.9 W/mK für den Lappen.> Was ist nun besser?>> mK ist nicht milliKelvin sondern meter * Kelvin.>> Wo ich bei dem Lappen einen Meter finde, erschließt sich mir nicht> wirklich.
Na ja, die 0.9 sind bei allen Isolierpads gleich, ob für TO220 oder TO3.
Also muss man die 0.9 mit Fläche und Dicke korrekturrechnen.
TO3 hat angeblich eine Fläche von 1"*1", also 0.00065m2 und das Pad ist
0.25mm also 0.00025m dick für 2500V Isolationsspannung, macht 0.385K/W.
Bloss wie gross ist die wärmerelevante Fläche bei TO220, nicht der ganze
Boden ist aus Metall.
10*7.5mm2, ein Loch ist ja auch noch drin ? Wären 0.000075m2 also
3.3K/W, deutlich schlechter als 1.25 K/W von Glimmer. So ist auch meine
Erfahrung. Nur die besten Silpads sind besser als Glimmer, die üblichen
schlechter.
Kessler schreibt aber 0.4K/W, unabhängig ob TO220 oder TO3, eine Zahl
ist also falsch.
http://www.kessler-electronic.de/Halbleiter/Halbleiter-Zubehoer/Kuehlkoerper_und_Zubehoer/Silikon-Isoliermaterial/SIS-TO220_i678_14918_0.htm
MaWin schrieb:> TO3 hat angeblich eine Fläche von 1"*1", also 0.00065m2 und das Pad ist> 0.25mm also 0.00025m dick für 2500V Isolationsspannung, macht 0.385K/W.
Du hast nur m und m2, wo kommen nun K und W her?
Und wo sind die 0.9 geblieben?
> Kessler schreibt aber 0.4K/W, unabhängig ob TO220 oder TO3, eine Zahl> ist also falsch.
Dann hat Pollin von Kessler abgeschrieben, oder andersrum.
Axel S. schrieb:> abgesehen davon [...] ist das Pad besser als Glimmer.MaWin schrieb:> Nur die besten Silpads sind besser als Glimmer, die üblichen schlechter.
Also sind wir der zielführenden Erkenntnis noch nicht wirklich einen
Schritt näher gekommen.
Andi S. schrieb:> wo sind die 0.9 geblieben?
Uups. 3.3x0.9=3, immer noch schlechter als 1..25 von Glimmer mit
Wärmeleitpaste.
Ja, ich fände es auch besser, wenn der Hersteller den wahren
Wärmeübergang bei korrektoer Montage pro Gehäusevariante angibt, wie bei
Glimmer.
Aber das Marketing hat wohl davon abgeraten, zu schlecht, da verkaufen
wir nichts. Lieber hochgeschwurbelte Werbeaussagen.
kühler schrieb:> Würde allerdings erklären weshalb die Pads, obwohl erheblich teurer,> sich trotzdem überall durchgesetzt haben.
Es muss sich nicht zwangsweise das Bessere durchsetzen. Wenn sich bei
der Montage und beim Service Kosten einsparen lassen, dann wählt man
heute auch gerne die schlechtere Lösung.
MaWin schrieb:> Ja, ich fände es auch besser, wenn der Hersteller den wahren> Wärmeübergang bei korrektoer Montage pro Gehäusevariante angibt, wie bei> Glimmer.
Sehe ich ebenso. Mal wieder ein gutes Beispiel dafür, wie man einen an
sich einfachen Sachverhalte um 5 Ecken abbilden kann, so dass - wie hier
im Faden sehr gut zu erkennen - kaum einer mehr durchblickt.
Ich würde Glimmer in Verbindung mit Wärmeleitpaste verwenden.
Bei einer CPU Montage habe ich festgestellt, dass die verwendete
schwarze
Wärmeleit-Folie nicht viel taugt und nur Wärmeleitpaste eine Kühlere CPU
zur Folge hat. Optisch ist die Folie schöner und schmiert nicht so.
herbert schrieb:> ... und nur Wärmeleitpaste eine Kühlere CPU zur Folge hat.
Wobei du nur die Wärmeleitpaste im thermischen Übergang hast, ich habe
Wärmeleitpaste - Glimmer - Wärmeleitpaste im thermischen Übergang.
Also steht es unentschieden und man wird wohl um einen Praxistest nicht
herum kommen.
Andi S. schrieb:> herbert schrieb:>> ... und nur Wärmeleitpaste eine Kühlere CPU zur Folge hat.>> Wobei du nur die Wärmeleitpaste im thermischen Übergang hast, ich habe> Wärmeleitpaste - Glimmer - Wärmeleitpaste im thermischen Übergang.
Dann hast Du aber den Sinn von Wärmeleitpaste nicht verstanden. Die soll
eigentlich nur Bereiche (Kratzer, Unebenheiten) ausgleichen, an denen
sich Glimmerscheibe und Kühlkörper/IC usw. nicht berühren. Erreicht
werden soll, daß der thermische Widerstand "Paste-Glimmer-Paste"
geringer ist als bei Verwendung von Glimmerscheibe ohne Paste.
Dazu sollte die Wärmeleitpaste so dünn wie möglich aufgetragen werden.
Das die Praxis anders aussieht, steht dem jetzt nicht entgegen.
Andi S. schrieb:> Flip B. schrieb:>> ich vermute ja, dass die Halbleiter gar nicht isoliert sein müssen.>> Da vermutest du falsch.
Nun ja, wenn der Kühlkörper schom eloxiert ist, -einschliesslich der
Montagebohrungen-, kann man auf Glimmer oder Pads tatsächlich verzichten
und nur ein bischen WLpaste verwenden. Bekanntlich ist Aluminiumoxid ein
ausgezeichneter Isolator.
Michael M. schrieb:> Flip B. schrieb:>> ich vermute ja, dass die Halbleiter gar nicht isoliert sein>> müssen. Wenn die schraube vorher nicht isoliert war, einfach nur>> wärmeleitpaste nehmen.>> Wenn eine Glimmerscheibe eingesetzt wird, dann ist automatisch auch ein> Isoliernippel im Einsatz, oder wenigstens eine M3 Kunststoffschraube!
Ich schaute mal in meine Sortierbox mit Isoliermitteln und konstatiere:
Nein. Ich habe sogar mehrere verschiedene Isoliermittel angebracht. Eine
automatische Isolation durch »irgendwelche Nippel« fand nicht statt. Ich
musste sie von Hand installieren.
Man beachte auch die übrigen Beiträge, die sich mit Klammern befestigen
(lies: beschäftigen). Das Loch in der Metallfahne des TO-220 in
Kooperation mit den seltsamen geldsparenden Fertigungsvereinfachungen
führt zu a) sehr dünnen Metallböden und b) nicht ideal planen.
Wer dann noch die Schraube ankracht, dem steht der Leistungshalbleiter
0,5-1mm ab und zwar da, wo das Substrat aufs Metall gebracht wurde.
Glimmer macht das eher schlimmer. Die Pads gleichen soetwas oft aus. Es
hängt aber eben vom Pad ab. Die Spanne reicht von hellblauer teurer
Weltraumtechnik bis zu blau-grauem Baumarktsortiment. (Bilder nutzen da
gar nichts.)
Neben dem Hinterausgang des Internets, rechts von den GlühBirnen gibt es
fertig gebogene Stahlklammern mit Loch samt M3-Gewinde. Da ergänze ich
oft nur ein Loch im Kühlkörper und klemme damit das Gehäuse auf
wasauchimmer. Früher schob ich die Klammern einfach drüber. Mit der
Richtigen kann man auch etwas unsanft umgehen und sie etwas richten.
https://www.tme.eu/de/details/trk-2/kuhler-zubehor/fix-fasten/https://www.tme.eu/de/details/thfa3/kuhler-zubehor/fischer-elektronik/thfa-3/
Hp M. schrieb:> Nun ja, wenn der Kühlkörper schom eloxiert ist, -einschliesslich der> Montagebohrungen-, kann man auf Glimmer oder Pads tatsächlich verzichten> und nur ein bischen WLpaste verwenden. Bekanntlich ist Aluminiumoxid ein> ausgezeichneter Isolator.
Habe aber noch nie gesehen, dass man sich in kommerziell gefertigten
Geräten auf die Isolationswirkung von Aluminiumoxid verlässt.
Andi S. schrieb:> Hp M. schrieb:>> Nun ja, wenn der Kühlkörper schom eloxiert ist, -einschliesslich der>> Montagebohrungen-, kann man auf Glimmer oder Pads tatsächlich verzichten>> und nur ein bischen WLpaste verwenden. Bekanntlich ist Aluminiumoxid ein>> ausgezeichneter Isolator.>> Habe aber noch nie gesehen, dass man sich in kommerziell gefertigten> Geräten auf die Isolationswirkung von Aluminiumoxid verlässt.
Die Eloxalschicht bricht sowieso spätestens beim Anziehen der Schraube
auf, so vorsichtig kann man die nicht anziehen…
Es gibt Eloxierer, die bis 200µm aufbringen. Wenn der fertige KK
eloxiert wird, sollte das eigentlich reichen. Zumindestens wenn der HL
geklemmt oder isoliert geschraubt wird.
Arno
Hallo!
Das kann man auch messen, Transistor mit Netzgerät + R auf definierte
Verlustleistung bringen und warten bis das eingeschwungen ist.
Dann die Temperatur am Blech des Transistors und am Kühlkörper messen.
Ergebnis meiner Messung:
Lappen (Gummi ?) ist sehr schlecht
Glimmer viel besser
Glimmer + sehr dünn (!) mit Wärmeleitpaste = noch etwas besser
Am besten war aber eine Isolierscheibe aus Aluminiumoxid abwohl die viel
dicker war.
Habe leider die Messwerte nicht notiert bzw den Zettel verbasselt.
Gruß Peter
Lese interessiert mit, bin jedoch immer noch nicht schlau daraus
geworden ;)
Konkret muss ich demnaechst einen wahrscheinlich faulen Triac von der
Reglerplatine meines Laminators entfernen und ersetzen.
Der Ersatz ist nun mittlerweile angekommen aber wie die Rueckseite, die
ja Verbindung mit T2 hat vom Kuehlkoerper isolieren..?
Im Originalzustand wurde das wohl durch irgendeinem weissen Schmodder
mit gummiartiger Konsistenz geloest, ob sich unter dem aesserlich
Sichtbaren noch so ein hellblauer Lappen oder ein Glimmer aufhaelt wage
ich zu bezweifeln, werde ich jedenfalls erst nach dem Ausloeten und
Demontage feststellen.
Doch anyway, wenn ausgeloetet ist wuerde ich ja gerne schnell den Ersatz
einloeten.
Also was besorgen?
Ali geht ja gerade recht fix mit Combined Delivery, tendiere deshalb zu
Glimmer und Lappen um einen Vergleich und die Wahl zu haben.
Peter H. schrieb:> Ergebnis meiner Messung:> Lappen (Gummi ?) ist sehr schlecht> Glimmer viel besser> Glimmer + sehr dünn (!) mit Wärmeleitpaste = noch etwas besser> Am besten war aber eine Isolierscheibe aus Aluminiumoxid abwohl die viel> dicker war.> Habe leider die Messwerte nicht notiert bzw den Zettel verbasselt.
Ah danke, das gibt mir fuer den Triactausch doch ne Hausnummer.
Johannes U. schrieb:> Der Ersatz ist nun mittlerweile angekommen aber wie die Rueckseite, die> ja Verbindung mit T2 hat
Hat wirklich? Es gibt auch Triacs, wo die Fahne isoliert ist, diverse
BTA-irgendwas.
> tendiere deshalb zu> Glimmer und Lappen um einen Vergleich und die Wahl zu haben.
Der "Lappen" ist vermutlich besser, wenn Du die Fläche am Kühlkörper
nicht perfekt gesäubert bekommst. Bei Neubauten setze ich Glimmer und
Wärmeleitpaste ein, wie vor 50 Jahren üblich, als es diese
Silikonscheiben noch nicht gab.
Und die Isolierscheibe unter der Befestigungsschraube nicht vergessen!
Manfred schrieb:> Johannes U. schrieb:>> Der Ersatz ist nun mittlerweile angekommen aber wie die Rueckseite, die>> ja Verbindung mit T2 hat>> Hat wirklich? Es gibt auch Triacs, wo die Fahne isoliert ist, diverse> BTA-irgendwas.
Nee, Datenblatt zu BT137 sagt die Rueckseite ist verbunden.
>> tendiere deshalb zu>> Glimmer und Lappen um einen Vergleich und die Wahl zu haben.>> Der "Lappen" ist vermutlich besser, wenn Du die Fläche am Kühlkörper> nicht perfekt gesäubert bekommst.
Werde ich sichr sauber bekommen, wenn ich den Kuehlkoerper erstmal
abhabe.
Selbiges weisse Zeug ist auch unordentlich auf der Platine selber hier
und da, ohne dort eine Funktion zu erfuellen, ausser den
Bestueckungsdruck zu verdecken...
Die Stellen hab ich vorsichtig gesaeubert, das ging von der Konsistenz
des Zeugs her mit ein wenig Geduld und ausdauer ganz gut.
Insofern bin ich auch zuversichtlich was den Kuehlkorper angeht :)
> Bei Neubauten setze ich Glimmer und> Wärmeleitpaste ein, wie vor 50 Jahren üblich, als es diese> Silikonscheiben noch nicht gab.
Ich besorg' jetzt einfach beides und mach dann mal nen Test, wie Peter
es oben schon schrieb.
Von den 20 gelieferten Ersatztriacs sind 18 gesund, da hab ich Spielraum
zum testen.
> Und die Isolierscheibe unter der Befestigungsschraube nicht vergessen!
Na klar :)
Johannes U. schrieb:> Manfred schrieb:>> Johannes U. schrieb:>>> Der Ersatz ist nun mittlerweile angekommen aber wie die Rueckseite, die>>> ja Verbindung mit T2 hat>>>> Hat wirklich? Es gibt auch Triacs, wo die Fahne isoliert ist, diverse>> BTA-irgendwas.>> Nee, Datenblatt zu BT137 sagt die Rueckseite ist verbunden.
BTA### ist nicht BT### und auch nicht BTB###
Glimmer.jpg
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