माइक्रोचिप SP1F प्रेसफिट पावर मॉड्यूल उपयोगकर्ता मैनुअल

परिचय
यह एप्लिकेशन नोट मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) को एसपी1एफ और एसपी3एफ प्रेसफिट पावर मॉड्यूल से उचित रूप से कनेक्ट करने और पावर मॉड्यूल को हीट सिंक पर माउंट करने के लिए मुख्य सिफारिशें प्रदान करता है। थर्मल और मैकेनिकल तनाव दोनों को सीमित करने के लिए माउंटिंग निर्देशों का पालन करें।
प्रेसफिट पिन तकनीक एक सोल्डरलेस कनेक्शन विधि है, जिसमें विश्वसनीय यांत्रिक और विद्युत संपर्क होता है जो पीसीबी के दोनों किनारों पर मॉड्यूल को माउंट करने की अनुमति देता है।
यह एप्लिकेशन नोट प्रत्येक प्रकार के एप्लिकेशन और शर्त को कवर नहीं करता है। विस्तृत योग्यता निष्पादित करने के लिए उपयोगकर्ता जिम्मेदार है।
चित्र 1. SP1F पावर मॉड्यूल

चित्र 2. SP3F पावर मॉड्यूल

पीसीबी आवश्यकताएँ
प्रेसफिट तकनीक का परीक्षण और योग्यता निम्नलिखित तालिका में दर्शाई गई पीसीबी आवश्यकताओं के अनुसार IEC60352-5 के अनुसार की गई है। यदि पीसीबी निर्माण के लिए अन्य प्रसंस्करण या मोटाई प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया जाता है, तो इसका परीक्षण, जांच और योग्यता प्राप्त की जानी चाहिए।
प्रेसफिट तकनीक FR4 पीसीबी सामग्री के लिए योग्य है।
चित्र 1-1. पीसीबी निर्माण

तालिका 1-1. पीसीबी आवश्यकताएँ
| पैरामीटर | न्यूनतम | ठेठ | अधिकतम | इकाई |
| ड्रिल छेद का व्यास | 1.5 | 1.55 | 1.6 | mm |
| अंतिम छेद व्यास | 1.39 | 1.45 | 1.54 | mm |
| छेद में तांबे की मोटाई | 25 | — | — | माइक्रोन |
| छेद में एसएन चढ़ाना | 4 | — | 10 | माइक्रोन |
| सर्किट बोर्ड कॉपर ट्रैक की कॉपर मोटाई | 35 | 70 | — | माइक्रोन |
| पीसीबी मोटाई | — | 1.6 | — | mm |
मॉड्यूल पिन के आगे के घटक
प्रेसफिट पिन के पास रेसिस्टर्स, डायोड या कैपेसिटर जैसे घटकों को रखने के लिए डिज़ाइन नियमों का उपयोग किया जाना चाहिए।
एसएमडी कैपेसिटर यांत्रिक तनाव के प्रति सबसे संवेदनशील घटक है।
माइक्रोचिप पीसीबी के दोनों किनारों पर प्रेसफिट पिन के केंद्र और घटक के किनारे के बीच कम से कम ए = 4 मिमी छोड़ने की सिफारिश करता है। यह प्रेसफिट पिन डालने या हटाने के दौरान घटकों को नुकसान पहुंचाने से बचने के लिए दबाने वाले उपकरण के लिए पर्याप्त जगह की अनुमति देता है।
पीसीबी में माउंटिंग स्क्रू डालने और कसने के लिए छेद आवश्यक हैं जो पावर मॉड्यूल को हीट सिंक तक बोल्ट करते हैं। स्क्रू हेड और वॉशर के स्वतंत्र रूप से गुजरने के लिए ये एक्सेस होल बड़े होने चाहिए, जिससे पीसीबी होल स्थान में मानक सहनशीलता की अनुमति मिल सके। अधिक जानकारी के लिए, निम्नलिखित चित्र देखें।
चित्र 2-1. घटकों और पिनों के मध्य के बीच की दूरी

पीसीबी में प्रेसफिट पिन डालने के लिए उपकरण
चित्र 3-1 पीसीबी में मॉड्यूल डालने के लिए सामान्य माउंटिंग प्रक्रिया को दर्शाता है।
- पीसीबी को निचले प्रेस-इन टूल पर रखा गया है। निचले प्रेस-इन टूल पर स्थित स्पेसर की मदद से पीसीबी अच्छी तरह से स्थित है।
- मॉड्यूल पीसीबी पर लगा हुआ है। चित्र 3-2 देखें।
- मशीन प्रेसफिट पिन को पीसीबी में धकेलने के लिए बल लगाती है। जब मॉड्यूल गुंबद पीसीबी तक पहुंचते हैं तो मॉड्यूल अच्छी तरह से डाला जाता है, चित्र 3-3 देखें।
प्रेस प्रक्रिया को एक स्वचालित मशीन द्वारा साकार किया जा सकता है। प्रति पिन सम्मिलन बल अधिकतम 100N है और अनुशंसित सम्मिलन गति 25 मिमी/मिनट और 50 मिमी/मिनट के बीच है।
चित्र 3-1. पीसीबी में प्रेसफिट पिन डालने के लिए उपकरण

चित्र 3-2. सम्मिलन से पहले मॉड्यूल के साथ पीसीबी

चित्र 3-3. पीसीबी में फिट पिन दबाएं

प्लास्टाइट स्क्रू का उपयोग करना
असेंबली प्रक्रिया के बाद, पीसीबी और मॉड्यूल के बीच प्रेसफिट संपर्क को यंत्रवत् हटा दिया जाना चाहिए।
इसलिए, सभी यांत्रिक तनावों को कम करने और प्रेसफिट संपर्क पर सापेक्ष आंदोलनों को कम करने के लिए सभी पावर मॉड्यूल को प्लास्टाइट स्क्रू के साथ स्टैंडऑफ पर पेंच किया जाना चाहिए। अधिक विवरण के लिए, निम्नलिखित चित्र देखें।
चित्र 4-1. गतिरोध पर प्लास्टाइट पेंच

माइक्रोचिप 2.5 मिमी के नाममात्र व्यास के साथ एक सेल्फ-टेपरिंग प्लास्टाइट स्क्रू की सिफारिश करता है।
प्लास्टाइट स्क्रू एक प्रकार का स्क्रू है जिसे विशेष रूप से प्लास्टिक और अन्य कम घनत्व वाली सामग्रियों के साथ उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है, निम्नलिखित चित्र देखें। पेंच की लंबाई पीसीबी की मोटाई पर निर्भर करती है। 8 मिमी (0.32 इंच) मोटाई वाले पीसीबी पर 1.6 मिमी (0.063 इंच) लंबे प्लास्टाइट स्क्रू का उपयोग करें। 0.6 Nm (5 lbf*in) के अधिकतम माउंटिंग टॉर्क की अनुशंसा की जाती है। पेंच लगाने के बाद ग्राहक को प्लास्टिक पोस्ट की अखंडता की जांच करनी चाहिए।
चित्र 4-2। भूतपूर्वampप्लास्टाइट स्क्रू का ले

हीट सिंक विशेषताएँ
अच्छे ताप हस्तांतरण की गारंटी के लिए मॉड्यूल बेस प्लेट को हीट सिंक पर उचित रूप से लगाना आवश्यक है। पावर मॉड्यूल स्थापित होने पर यांत्रिक तनाव से बचने और थर्मल प्रतिरोध में वृद्धि से बचने के लिए हीट सिंक और पावर मॉड्यूल संपर्क सतह समतल और साफ (कोई गंदगी, जंग या क्षति नहीं) होनी चाहिए।
टिप्पणी: 50 मिमी निरंतर के लिए अनुशंसित समतलता <100 µm है और अनुशंसित खुरदरापन Rz 10 है।
थर्मल ग्रीस अनुप्रयोग
हीट सिंक थर्मल प्रतिरोध के न्यूनतम मामले को प्राप्त करने के लिए पावर मॉड्यूल और हीट सिंक के बीच थर्मल ग्रीस की एक पतली परत लगाई जानी चाहिए।
माइक्रोचिप हीट सिंक पर 60 µm (2.4 मिलियन) की न्यूनतम मोटाई का एक समान जमाव सुनिश्चित करने के लिए स्क्रीन प्रिंटिंग तकनीक के उपयोग की सिफारिश करता है, निम्नलिखित चित्र देखें।
मॉड्यूल और हीट सिंक के बीच थर्मल इंटरफेसिंग को अन्य प्रकार की प्रवाहकीय थर्मल इंटरफेस सामग्री, जैसे चरण-परिवर्तन यौगिक (स्क्रीन-मुद्रित या चिपकने वाली परत) के साथ बनाया जा सकता है।
चित्र 5-1. संयोजन से पहले हीट सिंक पर ग्रीस लगाएं

पावर मॉड्यूल को हीट सिंक पर माउंट करना
पावर मॉड्यूल को हीट सिंक होल के ऊपर रखें और उस पर हल्का दबाव डालें। प्रत्येक बढ़ते छेद में लॉक और फ्लैट वॉशर के साथ एम4 स्क्रू डालें (एम8 के बजाय #4 स्क्रू का उपयोग किया जा सकता है)।
सबसे पहले, माउंटिंग स्क्रू को हल्के से कस लें। स्क्रू को वैकल्पिक रूप से तब तक कसें जब तक कि उनका अंतिम टॉर्क मान न पहुंच जाए। (अनुमत अधिकतम टॉर्क के लिए उत्पाद डेटाशीट देखें)।
माइक्रोचिप इस ऑपरेशन के लिए नियंत्रित टॉर्क वाले स्क्रूड्राइवर के उपयोग की अनुशंसा करता है। यदि संभव हो तो तीन घंटे बाद दोबारा पेंच कस सकते हैं।
थर्मल ग्रीस की मात्रा तब सही होती है जब उचित माउंटिंग टॉर्क के साथ हीट सिंक में बोल्ट लगाने के बाद पावर मॉड्यूल के चारों ओर थोड़ी मात्रा में ग्रीस दिखाई देती है। किसी भी स्थिति में, मॉड्यूल की निचली सतह थर्मल ग्रीस से पूरी तरह गीली होनी चाहिए। निम्नलिखित चित्र देखें.
चित्र 5-2. मॉड्यूल को हटाने के बाद हीट सिंक पर ग्रीस लगाएं

चित्र 5-3. जुदा करने के बाद मॉड्यूल पर ग्रीस लगाएं

टिप्पणी: सुरक्षित इन्सुलेशन रिक्ति बनाए रखने के लिए स्क्रू की शीर्ष ऊंचाई और निकटतम टर्मिनल के बीच के अंतर की जांच की जानी चाहिए
पीसीबी से प्रेसफिट पिन निकालने के लिए उपकरण
चित्र 6-1 पीसीबी से मॉड्यूल को हटाने की सामान्य प्रक्रिया दिखाता है।
- पीसीबी से प्लास्टाइट स्क्रू हटा दें।
- मॉड्यूल और पीसीबी को निचले प्रेस-आउट टूल पर रखें, जैसा चित्र 6-2 में दिखाया गया है।
- मशीन मॉड्यूल को पीसीबी से बाहर धकेलने के लिए प्रेसफिट पिन पर बल लगाती है, चित्र 6-2 और चित्र 6-3 देखें
प्रेस प्रक्रिया को एक स्वचालित मशीन द्वारा साकार किया जा सकता है। प्रति पिन सम्मिलन बल अधिकतम 100N है और अनुशंसित सम्मिलन गति 25 मिमी/मिनट और 50 मिमी/मिनट के बीच है।
चित्र 6-1. पीसीबी से प्रेसफिट पिन निकालने के लिए उपकरण
चित्र 6-2. निष्कर्षण से पहले मॉड्यूल के साथ पीसीबी

चित्र 6-3. मॉड्यूल हटा दिया गया

निष्कर्ष
यह एप्लिकेशन नोट प्रेसफिट माउंटिंग और डिसमाउंटिंग निर्देशों के संबंध में मुख्य सिफारिशें प्रदान करता है। इन निर्देशों को लागू करने से पीसीबी और पावर मॉड्यूल दोनों पर यांत्रिक तनाव कम करने में मदद मिलती है और इसलिए सिस्टम का दीर्घकालिक संचालन सुनिश्चित होता है। पावर चिप्स से कूलिंग सेक्शन तक न्यूनतम थर्मल प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए हीट सिंक को माउंट करने के निर्देशों का भी पालन किया जाना चाहिए। सर्वोत्तम सिस्टम विश्वसनीयता की गारंटी देने और विफलता (एमटीबीएफ) के बीच उच्चतम औसत समय प्राप्त करने के लिए ये ऑपरेशन आवश्यक हैं।
प्रेसफिट पावर मॉड्यूल को दबाने के बाद और यदि यह विद्युत और यांत्रिक रूप से अच्छा है, तो इस मॉड्यूल को केवल पीसीबी में सोल्डरिंग द्वारा ही दोबारा फिट किया जा सकता है।
संशोधन इतिहास
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फैक्स: 630-285-0075
डलास
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दूरभाष: 972-818-7423
फैक्स: 972-818-2924
डेट्रायट
नोवी, एमआई
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इंडियानापोलिस
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फैक्स: 317-773-5453
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लॉस एंजिल्स
मिशन विएजो, CA
दूरभाष: 949-462-9523
फैक्स: 949-462-9608
दूरभाष: 951-273-7800
रैले, एनसी
दूरभाष: 919-844-7510
न्यूयॉर्क, NY
दूरभाष: 631-435-6000
सैन जोस, CA
दूरभाष: 408-735-9110
दूरभाष: 408-436-4270
कनाडा – टोरंटो
दूरभाष: 905-695-1980
फैक्स: 905-695-2078
एशिया/प्रशांत
ऑस्ट्रेलिया – सिडनी
दूरभाष: 61-2-9868-6733
चीन – बीजिंग
दूरभाष: 86-10-8569-7000
चीन - चेंगदू
दूरभाष: 86-28-8665-5511
चीन – चोंग्किंग
दूरभाष: 86-23-8980-9588
चीन - डोंगगुआन
दूरभाष: 86-769-8702-9880
चीन – गुआंगज़ौ
दूरभाष: 86-20-8755-8029
चीन - हांग्जो
दूरभाष: 86-571-8792-8115
चीन - हांगकांग सारा
दूरभाष: 852-2943-5100
चीन - नानजिंग
दूरभाष: 86-25-8473-2460
चीन - क़िंगदाओ
दूरभाष: 86-532-8502-7355
चीन – शंघाई
दूरभाष: 86-21-3326-8000
चीन - शेनयांग
दूरभाष: 86-24-2334-2829
चीन - शेन्ज़ेन
दूरभाष: 86-755-8864-2200
चीन - सूज़ौ
दूरभाष: 86-186-6233-1526
चीन - वुहान
दूरभाष: 86-27-5980-5300
चीन - जियान
दूरभाष: 86-29-8833-7252
चीन - ज़ियामेन
दूरभाष: 86-592-2388138
चीन - झुहाई
दूरभाष: 86-756-3210040
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दस्तावेज़ / संसाधन
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