Quelles sont les vis et les options de montage qui conviennent le mieux aux dissipateurs thermiques ?
Un montage incorrect d'un dissipateur thermique peut entraîner une défaillance thermique. Nombreux sont ceux qui négligent la compatibilité et le couple de serrage des vis. Cela peut endommager les composants ou réduire le transfert de chaleur.
La plupart des dissipateurs thermiques sont compatibles avec des vis mécaniques de type M2-M4, peuvent être montés à l'aide de vis, de clips ou de goupilles, et offrent souvent des trous ou des inserts filetés personnalisables. Le couple de serrage doit être contrôlé pour éviter tout dommage.
Pour choisir la bonne méthode de montage, j'examine toujours les besoins mécaniques, thermiques et de maintenance. Voyons quelles sont les fixations et les options de montage qui fonctionnent, et comment éviter les erreurs les plus courantes.
Quels sont les types de vis compatibles avec vos dissipateurs thermiques ?
Le montage d'un dissipateur thermique à l'aide d'une mauvaise vis peut dénuder les filets ou écraser la base. Cela risque d'entraîner un mauvais contact avec la puce et une défaillance précoce.
Les dissipateurs thermiques sont généralement équipés de vis métriques (M2, M3, M4) ou impériales (#4-40, #6-32), avec des types de tête tels que pan, flat ou socket. Des vis autotaraudeuses et des vis mécaniques peuvent être utilisées en fonction de la conception.
Types de vis couramment utilisés dans les applications de dissipation thermique
Type de vis | Description | Cas d'utilisation typique |
---|---|---|
M2 / M3 / M4 | Vis à métaux | Modules électroniques généraux |
#4-40 / #6-32 | Filets impériaux | Électronique nord-américaine |
Plat / plateau / douille | Varie selon le profil de la tête | Dépend de la niche ou de l'espace libre |
Autotaraudage | Coupe le fil dans le métal/plastique mou | Montage simple sans inserts |
Vis SEMS | Avec rondelles pré-assemblées | Efficacité de la production |
Vis imperdables | Reste fixé au dissipateur thermique | Applications nécessitant une maintenance importante |
Je recommande généralement les vis métriques lorsque c'est possible, en particulier les vis M3 ou M4. Pour les modules plus lourds ou les trous filetés plus profonds, M4 est la meilleure solution. Si vous prévoyez un couple élevé, la vis M4 est plus résistante. Dans la plupart des dissipateurs en aluminium extrudé, les trous taraudés acceptent facilement ces vis.
Les vis métriques telles que M3 et M4 sont couramment utilisées pour monter les dissipateurs thermiques.Vrai
Ils correspondent aux dimensions typiques des trous dans les dissipateurs thermiques en aluminium et offrent un filetage fiable.
Seules des vis autotaraudeuses peuvent être utilisées dans les dissipateurs thermiques.Faux
Les vis mécaniques sont plus courantes, en particulier avec des trous filetés ou des inserts.
Quelles sont les méthodes de montage prises en charge par vos dissipateurs thermiques ?
Un mauvais montage entraîne un mauvais contact thermique. Les pinces à ressort et les goupilles peuvent être plus faciles à installer, mais elles peuvent céder sous l'effet des vibrations. Les vis tiennent mieux mais nécessitent un couple de serrage correct.
Les dissipateurs peuvent être montés à l'aide de vis, de pinces à ressort, de goupilles, d'adhésifs, de rivets ou d'entretoises, en fonction de la taille, du poids et de l'application.
Tableau : Méthodes de montage et compromis
Méthode de montage | Pour | Limites |
---|---|---|
Fixation par vis | Solide et fiable | Nécessite une préparation du trou et un contrôle du couple |
Fixation par clip | Rapide et peu stressant | Besoin d'espace et de réglage de la précharge |
Broches de poussée | Rapide, sans outil | Une force limitée |
Rivets | Permanent, fort | Inutilisable |
Adhésif thermique | Propre, sans vis | Lien permanent, plus faible |
Ruban thermique | Facile à utiliser | Plus faible en cas de charge ou de vibration |
Cales d'appui + vis | Solide et modulaire | Plus complexe, besoin d'espace |
Pour les petits dissipateurs au niveau de la carte, des broches et des clips suffisent souvent. Les dissipateurs plus importants, en particulier ceux qui sont montés sur des boîtiers ou des modules, doivent être fixés à l'aide de vis ou d'entretoises. Parfois, une méthode hybride telle que vis + ruban thermique améliore la fiabilité.
Le montage par clip applique une force de ressort pour maintenir le dissipateur thermique.Vrai
Des clips à ressort poussent le dissipateur vers le bas sur le composant, assurant le contact.
Le rivetage est toujours réversible.Faux
Les rivets forment une liaison permanente et ne peuvent être enlevés sans dommage.
Proposez-vous des trous filetés ou des inserts à sertir ?
Les trous filetés facilitent le montage, mais si la paroi du dissipateur est trop fine, ils peuvent se dénuder. Dans ce cas, j'utilise des inserts.
Oui, nous prenons en charge les trous taraudés, les inserts à sertir et les fixations à sertir telles que les écrous PEM ou les vis imperdables, en fonction de l'épaisseur et de la charge du dissipateur thermique.
Types de trous et options d'inserts filetés
Méthode | Description | Meilleur pour |
---|---|---|
Trous taraudés | Filets coupés directement dans l'aluminium | Charges légères à moyennes |
Inserts à sertir | Laiton/Inox embouti | Couple plus élevé, utilisation répétée |
Ecrous auto-serrants | Inséré par pression dans la tôle | Dissipateurs à paroi mince |
Vis imperdables | Vis retenues à l'intérieur du corps du dissipateur thermique | Des conceptions qui peuvent être maintenues sur le terrain |
Pour les trous M3 ou M4, je taraude directement dans l'aluminium si l'épaisseur de la paroi est d'au moins 3 mm. Si elle est plus fine ou si le couple est élevé, j'ajoute des inserts à sertir. Les inserts résistent à l'arrachement et durent plus longtemps lorsqu'ils sont montés plusieurs fois.
Les inserts à sertir permettent d'obtenir des filetages plus résistants que le taraudage direct dans les métaux tendres.Vrai
Les inserts sont fabriqués à partir de matériaux plus durs et répartissent mieux la charge.
Les trous taraudés ne peuvent être utilisés que pour les dissipateurs en plastique.Faux
L'aluminium est couramment taraudé pour les dissipateurs thermiques.
La taille et l'emplacement des trous de vis peuvent-ils être personnalisés ?
Si les trous de vis ne sont pas au bon endroit, le montage échoue. J'autorise toujours la personnalisation des trous lors de la conception du dissipateur pour qu'il corresponde à votre configuration.
Oui, vous pouvez personnaliser la taille des trous de vis, le type de filetage, la profondeur, l'emplacement et la tolérance pour répondre à vos besoins de montage spécifiques.
Personnalisations typiques des trous de vis
Paramètres | Options |
---|---|
Taille du filet | M2, M3, M4, #4-40, etc. |
Diamètre du trou | Dégagement, taraudage, emmanchement |
Contre-mesure / fraise | Oui, en fonction du type de tête de vis |
Emplacement du trou | Espacement X/Y, décalage, disposition de la grille |
Nombre de trous | 1 à 10+ selon la taille |
J'utilise la CAO en 3D pour m'assurer que les trous évitent les ailettes, maintiennent la solidité des parois et s'alignent sur le modèle de montage du client. J'utilise également des bossages sous les trous pour plus de solidité. Les trous de dégagement sont généralement légèrement surdimensionnés (par exemple, 3,4 mm pour une vis M3). Cela permet une certaine tolérance lors de l'installation.
Les trous de vis dans les dissipateurs thermiques peuvent être positionnés en fonction des conceptions des clients.Vrai
Les dissipateurs sont souvent fabriqués sur mesure pour s'adapter à des circuits imprimés ou à des modules spécifiques.
La position et la taille des trous dans les dissipateurs sont fixes et ne peuvent être modifiées.Faux
Dans la plupart des cas, les caractéristiques des trous peuvent être entièrement personnalisées.
Quelles sont les spécifications de couple applicables au montage de vos dissipateurs thermiques ?
Un couple trop élevé casse des pièces. Un couple trop faible fait vaciller le dissipateur thermique. Je respecte toujours les plages de spécifications pour éviter les tensions.
Les limites de couple varient en fonction de la taille de la vis et du matériau du dissipateur thermique. Par exemple, les vis M3 utilisent souvent un couple de 0,5-0,7 Nm, et les vis M4 un couple de 1,6-2,0 Nm.
Valeurs de couple de référence pour les tailles de vis
Taille de la vis | Plage de couple typique | Notes |
---|---|---|
M2 | 0,2-0,3 Nm | Petites vis, charge minimale |
M3 | 0,5-0,7 Nm | Commun pour les dissipateurs de chaleur des modules |
M4 | 1,6-2,0 Nm | Grands dissipateurs thermiques ou bases métalliques |
#4-40 | 4-6 in-lbs (~0.45-0.7) | Équivalent impérial de M3 |
Il faut toujours utiliser des outils à couple contrôlé. J'applique le couple en deux étapes pour permettre au TIM (matériau d'interface thermique) de se stabiliser. Les rondelles permettent de répartir la charge et d'éviter le desserrage. J'évite de serrer trop fort, en particulier à proximité d'ailettes fines ou de petits modules.
Un serrage excessif des vis du dissipateur thermique peut entraîner une déformation ou un endommagement des composants.Vrai
Un couple trop important peut déformer le dissipateur thermique ou fissurer la surface de la puce.
Toutes les tailles de vis peuvent être serrées au même couple.Faux
Chaque taille de vis et chaque matériau ont une plage de couple sûre.
Conclusion
Pour monter correctement un dissipateur thermique, il faut choisir le type de vis, le filetage, le type de trou et le couple de serrage. Avec la bonne combinaison, vous assurez un contact solide, un meilleur transfert de chaleur et un fonctionnement plus sûr.