Термоинтерфейс (термопаста и прокладки)

Две металлические поверхности, прижатые друг к другу, касаются лишь в отдельных точках, а между ними остаётся воздух. Термоинтерфейс заполняет эти зазоры и снижает тепловое сопротивление между корпусом транзистора и радиатором.

Обновлено 1 ноября 2026 г.Редакция GAW

Термоинтерфейс (thermal interface material, TIM) — материал между корпусом компонента и радиатором: термопаста, теплопроводящая прокладка, изолирующая прокладка из слюды или керамики с пастой. Поверхности корпуса и радиатора не идеально плоские, и без интерфейса тепло проходит только через точки касания, а в остальных местах — через воздух. Термоинтерфейс заполняет эти зазоры.

В тепловом расчёте он входит отдельным звеном θCS (case-to-sink) между сопротивлением кристалл — корпус и сопротивлением радиатора (TI SLVA462, ур. 3):

θ_JA = θ_JC + θ_CS + θ_SA

TI отмечает, что θCS зависит прежде всего от материала и его толщины, а также от чистоты обработки и плоскостности поверхностей, давления прижима и площади контакта, и что надёжные данные дают изготовители материалов. Подробнее о цепочке сопротивлений — в статье о тепловом сопротивлении, расчёт радиатора с θCS делает калькулятор радиатора.

Типичные значения

Интерфейс (корпус LM3886)	θCS по TI SNAS091C
Сухой контакт, без пасты	не лучше 0,5 °C/Вт, вероятно хуже
Термопаста	0,2 °C/Вт и меньше при неплоскостности до 0,005 дюйма
Слюда 2 мил с пастой с обеих сторон	около 0,4 °C/Вт
Силиконовая прокладка без пасты	заявлено 0,5 °C/Вт

Сами материалы описывают теплопроводностью k в Вт/(м·К). Например, у термопасты M.G. Chemicals 8616 на основе синтетического масла с оксидами цинка и алюминия и нитридом бора k = 2,0 Вт/(м·К), рабочая температура −70…165 °C, и она не проводит электрический ток. Сопротивление слоя толщиной t на площади A равно R = t / (k · A): слой этой пасты 25 мкм на 1 см² — 0,125 К/Вт (наш расчёт). Реальное θCS больше: к слою добавляется сопротивление контакта на границах (наш вывод; TI советует брать данные у изготовителя материала).

Изоляция фланца

У многих мощных корпусов металлический фланец соединён с выводом кристалла. TI для LM3886 в корпусе TA11B предупреждает: при монтаже только на термопасте фланец и радиатор оказываются под потенциалом V−. Если радиатор общий или доступен для прикосновения, ставят изолирующую прокладку. Твёрдые прокладки — слюда, оксид бериллия, анодированный алюминий — по TI требуют пасты с обеих сторон, а силиконовые со временем портятся, и при снятии корпуса их меняют. Отвод тепла на саму плату описан в статье о теплоотводе на печатной плате.

Частые вопросы

Насколько термопаста уменьшает тепловое сопротивление?

TI в даташите LM3886 оценивает это так: без пасты контакт корпуса с радиатором даёт не лучше 0,5 °C/Вт, а с пастой — 0,2 °C/Вт или меньше, если суммарная неплоскостность поверхностей меньше 0,005 дюйма (0,13 мм, наш пересчёт). При рассеянии 30 Вт разница 0,3 °C/Вт — это 9 °C на кристалле (наш расчёт).

Что лучше под транзистор: слюда или силиконовая прокладка?

Обе изолируют фланец от радиатора. По TI, слюда толщиной 2 мил (0,05 мм) с пастой с обеих сторон даёт около 0,4 °C/Вт, силиконовая прокладка без пасты — заявленные 0,5 °C/Вт, но со временем портится и при снятии корпуса её меняют. Твёрдые прокладки — слюду, оксид бериллия, анодированный алюминий — без пасты не ставят.

Можно ли намазать термопасту толстым слоем?

Не нужно: задача пасты — заполнить неровности между поверхностями, а не создать слой. Тепловое сопротивление слоя растёт пропорционально толщине: R = t / (k · A). У пасты с k = 2 Вт/(м·К) слой 25 мкм на площади 1 см² даёт 0,125 К/Вт, слой 100 мкм — уже 0,5 К/Вт (наш расчёт).

Источники

Texas Instruments. LM3886 Overture Audio Power Amplifier Series, High-Performance 68W Audio Power Amplifier w/Mute (SNAS091C, May 1999, revised March 2013) — рис. 2, сноска 1: корпус TA11B неизолированный — при монтаже только на термопасте фланец и радиатор под потенциалом V−; со слюдяной прокладкой θCS растёт, но радиатор изолирован; разд. Heat Sinking: термопаста (Wakefield type 120, Thermalloy Thermacote) обязательна; без неё тепловое сопротивление не лучше 0,5 °C/Вт и, вероятно, хуже, с ней — 0,2 °C/Вт или меньше при суммарной неплоскостности корпуса и радиатора менее 0,005 дюйма; момент затяжки — по данным изготовителя радиатора; твёрдые прокладки (оксид бериллия, анодированный алюминий, слюда) требуют пасты с обеих сторон, слюда толщиной 2 мил с пастой — около 0,4 °C/Вт; силиконовые прокладки — заявлено 0,5 °C/Вт без пасты, со временем портятся и при демонтаже их меняют; θJC = 1 °C/Вт, θCS = 0,2 °C/Вт с Thermacote
Texas Instruments. Understanding Thermal Dissipation and Design of a Heatsink (SLVA462, May 2011) — ур. 3–4: θJA = θJC + θCS + θSA, θCS — тепловое сопротивление материала интерфейса, θSA = (TJ − TA)/PD − θJC − θCS; θCS зависит прежде всего от материала и его толщины, а также от чистоты обработки, плоскостности, давления прижима и площади контакта; надёжные данные дают изготовители материалов
M.G. Chemicals. 8616 Super Thermal Grease II, Technical Data Sheet (Ver. 4.2, 19 March 2026) — Features: без силикона, не проводит ток, высокая электрическая прочность; Properties: наполнитель — оксид цинка, оксид алюминия, нитрид бора, основа — синтетическое масло, теплопроводность 2,0 Вт/(м·К) при 25 °C, рабочая температура −70…165 °C

Нашли ошибку?