Dissipateurs thermiques pour niveau de carte et BGA

Désignation anglaise : Board Level & BGA Heat Sinks

Les dissipateurs thermiques de niveau carte sont ainsi nommés parce qu’ils sont généralement attachés à la fois à l’appareil et au PCB. Habituellement construits comme une estampage ou une extrusion, ces dissipateurs thermiques sont conçus pour des tailles d’emballage commun comme T0220, T0247 et D2pak. Le dissipateur thermique estampé peut avoir des caractéristiques qui se fixent à l’appareil de sorte qu’une vis ou un clip secondaire n’est pas nécessaire. Les dissipateurs thermiques estampés ont des ailettes pliées / torsadées pour améliorer la performance thermique en convection naturelle ou forcée. Les pièces en aluminium sont anodisées pour améliorer les performances en convection naturelle. Si le dissipateur thermique doit être monté sur le circuit imprimé, une languette ou une broche soudable peut être fixée au dissipateur thermiques.

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Les dissipateurs thermiques BGA sont ainsi nommés parce qu’ils sont montés sur des appareils BGA, mais ne sont en fait que de simples extrusions. Les dissipateurs thermiques BGA sont généralement recoupés pour convertir les ailettes extrudées en broches qui leur permettent d’être utilisées dans des applications plus diverses. Le nombre et la taille des entailles dépendent de l’environnement. Parce que les dissipateurs thermiques BGA sont généralement petits, la fixation du dissipateur thermique est un défi. Les dissipateurs thermiques peuvent être fixés à l’appareil ou au circuit imprimé en fonction de l’application et des exigences mécaniques. Le ruban thermique / époxy est une méthode couramment utilisée pour les appareils de faible puissance. Bien que n’étant pas le meilleur matériau d’interface thermique, ils servent leur but.

Les punaises sont une autre méthode de fixation courante et nécessitent deux petits trous dans le PCB. Parce que les trous sont généralement juste à l’extérieur des limites de l’appareil, ils peuvent rendre le routage des puces difficile. La punaise, qui peut être faite de plastique ou de métal, utilise l’énergie d’un petit ressort pour fournir suffisamment de force pour maintenir le dissipateur thermique en place.

Dans les cas où les trous de la punaise ne sont pas pratiques, on peut utiliser des ancrages et des pinces métalliques. Les ancrages sont soit soudés à la carte de circuits imprimés en utilisant deux petits trous par ancrage ou peuvent être installés dans une fente routée dans le PCB. Dans le cas de la fente, l’ancrage est installé à l’arrière du PCB et est maintenu en place par la force de compression dans la conception d’ancrage. L’avantage des ancrages est que leur emplacement est beaucoup plus flexible et peut être déplacé hors des traces dans le PCB. Un clip métallique est un fil de petit diamètre qui est plié en différentes formes qui, lorsqu’il est déformé, s’engage avec les ancrages et applique une force sur le dissipateur de chaleur pour le maintenir en place. La forme réelle des clips métalliques dépend de l’emplacement des ancrages, de la conception du dissipateur thermique et de la force nécessaire. Plusieurs attaches métalliques peuvent être utilisées avec un seul dissipateur thermique dans les applications où une force plus élevée est requise. Les pinces métalliques sont amovibles et permettent de réutiliser le dissipateur thermique dans le cas d’un appareil retravaillé.

Puisque les punaises et les pinces-fil sont une méthode de fixation mécanique, cela ouvre le type de matériau d’interface qui peut être utilisé entre le dissipateur thermique et la puce, ce qui peut conduire à de meilleures performances.

 

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