एएन3500
SP1F और SP3F पावर मॉड्यूल के लिए माउंटिंग निर्देश

परिचय

यह एप्लिकेशन नोट प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) को SP1F या SP3F पावर मॉड्यूल से उचित रूप से जोड़ने और पावर मॉड्यूल को हीट सिंक पर माउंट करने के लिए मुख्य सुझाव देता है। तापीय और यांत्रिक दोनों तनावों को सीमित करने के लिए माउंटिंग निर्देशों का पालन करें।

पीसीबी माउंटिंग निर्देश

पावर मॉड्यूल पर लगे पीसीबी को सभी यांत्रिक तनाव को कम करने और पावर मॉड्यूल से जुड़े पिनों पर सापेक्षिक गति को न्यूनतम करने के लिए स्टैंडऑफ पर पेंच से लगाया जा सकता है।
चरण 1: पीसीबी को पावर मॉड्यूल के स्टैंडऑफ पर पेंच करें।
पीसीबी को जोड़ने के लिए 2.5 मिमी व्यास वाले एक स्व-पतला प्लास्टाइट स्क्रू की अनुशंसा की जाती है। नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया 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। स्क्रू की लंबाई पीसीबी की मोटाई पर निर्भर करती है। 1.6 मिमी (0.063”) मोटे पीसीबी के लिए, 6 मिमी (0.24”) लंबे प्लास्टाइट स्क्रू का उपयोग करें। अधिकतम माउंटिंग टॉर्क 0.6 एनएम (5 lbf·in) है। स्क्रू को कसने के बाद प्लास्टिक पोस्ट की मजबूती की जाँच करें।
चरण 2: पावर मॉड्यूल के सभी विद्युत पिनों को पीसीबी से जोड़ें जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है।
पीसीबी को जोड़ने के लिए नो-क्लीन सोल्डर फ्लक्स की आवश्यकता होती है, क्योंकि जलीय मॉड्यूल सफाई की अनुमति नहीं है।

टिप्पणी:  इन दो चरणों को उलटा न करें, क्योंकि यदि सभी पिनों को पहले पीसीबी पर सोल्डर किया जाता है, तो पीसीबी को स्टैंडऑफ पर पेंच करने से पीसीबी में विकृति उत्पन्न होती है, जिससे कुछ यांत्रिक तनाव उत्पन्न होता है जो ट्रैक को नुकसान पहुंचा सकता है या पीसीबी पर घटकों को तोड़ सकता है।
जैसा कि ऊपर दिए गए चित्र में दिखाया गया है, पीसीबी में छेद पावर मॉड्यूल को हीट सिंक से जोड़ने वाले माउंटिंग स्क्रू को डालने या निकालने के लिए आवश्यक हैं। ये प्रवेश छिद्र इतने बड़े होने चाहिए कि स्क्रू हेड और वॉशर आसानी से निकल सकें, जिससे पीसीबी छेद के स्थान में सामान्य सहनशीलता बनी रहे। पावर पिन के लिए पीसीबी छेद का व्यास 1.8 ± 0.1 मिमी अनुशंसित है। माउंटिंग स्क्रू डालने या निकालने के लिए पीसीबी छेद का व्यास 10 ± 0.1 मिमी अनुशंसित है।
कुशल उत्पादन के लिए, टर्मिनलों को पीसीबी से जोड़ने के लिए वेव सोल्डरिंग प्रक्रिया का उपयोग किया जा सकता है। प्रत्येक अनुप्रयोग, हीट सिंक और पीसीबी अलग-अलग हो सकते हैं; वेव सोल्डरिंग का मूल्यांकन प्रत्येक मामले के आधार पर किया जाना चाहिए। किसी भी स्थिति में, एक संतुलित
प्रत्येक पिन के चारों ओर सोल्डर की एक परत होनी चाहिए।
पीसीबी के निचले हिस्से और पावर मॉड्यूल के बीच का अंतर केवल 0.5 मिमी से 1 मिमी तक है, जैसा कि पावर मॉड्यूल पर लगे पीसीबी चित्र में दिखाया गया है। पीसीबी पर थ्रू-होल घटकों का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं की जाती है। कॉन्फ़िगरेशन के अनुसार SP1F या SP3F पिनआउट बदल सकता है। पिन-आउट स्थान के बारे में अधिक जानकारी के लिए उत्पाद डेटाशीट देखें।

पावर मॉड्यूल माउंटिंग निर्देश

अच्छे ताप हस्तांतरण की गारंटी के लिए मॉड्यूल बेस प्लेट को हीट सिंक पर सही ढंग से लगाना आवश्यक है। हीट सिंक और पावर मॉड्यूल की संपर्क सतह समतल (50 मिमी निरंतर के लिए अनुशंसित समतलता 100 माइक्रोन से कम होनी चाहिए, अनुशंसित खुरदरापन Rz 10) और साफ़ (बिना गंदगी, जंग या क्षति के) होनी चाहिए ताकि पावर मॉड्यूल को लगाते समय यांत्रिक तनाव से बचा जा सके और तापीय प्रतिरोध में वृद्धि से बचा जा सके।
स्टेप 1: थर्मल ग्रीस का अनुप्रयोग: हीट सिंक के तापीय प्रतिरोध को न्यूनतम करने के लिए, पावर मॉड्यूल और हीट सिंक के बीच थर्मल ग्रीस की एक पतली परत लगाना आवश्यक है। हीट सिंक पर न्यूनतम 60 माइक्रोमीटर (2.4 मिलीमीटर) मोटाई का एक समान जमाव सुनिश्चित करने के लिए स्क्रीन प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है, जैसा कि निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है। मॉड्यूल और हीट सिंक के बीच थर्मल इंटरफ़ेस अन्य सुचालक थर्मल इंटरफ़ेस सामग्रियों, जैसे कि फेज़ चेंज कंपाउंड (स्क्रीन-प्रिंटेड या चिपकने वाली परत) से भी बनाया जा सकता है।

स्टेप 2: पावर मॉड्यूल को हीट सिंक पर लगाना: पावर मॉड्यूल को हीट सिंक के छेदों के ऊपर रखें और उस पर हल्का दबाव डालें। प्रत्येक माउंटिंग छेद में लॉक और फ्लैट वॉशर वाला M4 स्क्रू डालें (M8 की जगह #4 स्क्रू का इस्तेमाल किया जा सकता है)। स्क्रू की लंबाई कम से कम 12 मिमी (0.5 इंच) होनी चाहिए। सबसे पहले, दोनों माउंटिंग स्क्रू को हल्के से कसें। स्क्रू को बारी-बारी से तब तक कसते रहें जब तक कि उनका अंतिम टॉर्क मान न पहुँच जाए (अधिकतम अनुमत टॉर्क के लिए उत्पाद डेटाशीट देखें)। इस कार्य के लिए नियंत्रित टॉर्क वाले स्क्रूड्राइवर का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। यदि संभव हो, तो स्क्रू को तीन घंटे बाद फिर से कस सकते हैं। थर्मल ग्रीस की मात्रा तब सही होती है जब पावर मॉड्यूल को उचित माउंटिंग टॉर्क के साथ हीट सिंक पर बोल्ट करने के बाद उसके चारों ओर थोड़ी मात्रा में ग्रीस दिखाई दे। मॉड्यूल की निचली सतह थर्मल ग्रीस से पूरी तरह गीली होनी चाहिए जैसा कि "डिसअसेम्बलिंग के बाद मॉड्यूल पर ग्रीस" चित्र में दिखाया गया है। सुरक्षित इंसुलेशन स्पेसिंग बनाए रखने के लिए स्क्रू, ऊपरी ऊँचाई और निकटतम टर्मिनल के बीच के अंतर की जाँच अवश्य करें।

साधारण सभा View

यदि एक बड़े पीसीबी का उपयोग किया जाता है, तो पीसीबी और हीट सिंक के बीच अतिरिक्त स्पेसर आवश्यक हैं। पावर मॉड्यूल और स्पेसर के बीच कम से कम 5 सेमी की दूरी रखने की सलाह दी जाती है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। स्पेसर स्टैंडऑफ़ के समान ऊँचाई के होने चाहिए (12 ± 0.1 मिमी)।

विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए, कुछ SP1F या SP3F पावर मॉड्यूल AlSiC (एल्युमिनियम सिलिकॉन कार्बाइड) बेसप्लेट (पार्ट नंबर में M प्रत्यय) के साथ निर्मित होते हैं। AlSiC बेसप्लेट तांबे की बेसप्लेट से 0.5 मिमी मोटी होती है, इसलिए स्पेसर की मोटाई 12.5 ± 0.1 मिमी होनी चाहिए।
SP1F और SP3F प्लास्टिक फ्रेम की ऊँचाई SOT-227 के समान ही है। एक ही PCB पर, यदि SOT-227 और तांबे की बेसप्लेट वाले एक या कई SP1F/SP3F पावर मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है, और दोनों पावर मॉड्यूल के बीच की दूरी 5 सेमी से अधिक नहीं है, तो नीचे दिए गए चित्र में दिखाए अनुसार स्पेसर लगाने की आवश्यकता नहीं है।
यदि AlSiC बेसप्लेट वाले SP1F/SP3F पावर मॉड्यूल का उपयोग SOT-227 या तांबे के बेसप्लेट वाले अन्य SP1F/SP3F मॉड्यूल के साथ किया जाता है, तो AlSiC बेसप्लेट वाले SP0.5F/SP1F मॉड्यूल के नीचे हीट सिंक की ऊंचाई 3 मिमी कम होनी चाहिए, ताकि सभी मॉड्यूल स्टैंडऑफ एक ही ऊंचाई पर बने रहें।
इलेक्ट्रोलाइटिक या पॉलीप्रोपाइलीन कैपेसिटर, ट्रांसफॉर्मर या इंडक्टर जैसे भारी घटकों के साथ सावधानी बरतनी चाहिए। यदि ये घटक एक ही क्षेत्र में स्थित हैं, तो स्पेसर जोड़ने की सलाह दी जाती है, भले ही दो मॉड्यूल के बीच की दूरी 5 सेमी से अधिक न हो, ताकि बोर्ड पर इन घटकों का भार पावर मॉड्यूल द्वारा न बल्कि स्पेसर द्वारा वहन किया जा सके। किसी भी स्थिति में, प्रत्येक अनुप्रयोग, हीट सिंक और पीसीबी अलग-अलग होते हैं; स्पेसर की नियुक्ति का मूल्यांकन मामले-दर-मामला आधार पर किया जाना चाहिए।

निष्कर्ष
यह एप्लिकेशन नोट SP1F या SP3F मॉड्यूल की माउंटिंग के संबंध में मुख्य सुझाव देता है। इन निर्देशों का पालन करने से पीसीबी और पावर मॉड्यूल पर यांत्रिक तनाव कम करने में मदद मिलती है, साथ ही सिस्टम का दीर्घकालिक संचालन सुनिश्चित होता है। पावर चिप्स से लेकर कूलर तक न्यूनतम तापीय प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए हीट सिंक पर माउंटिंग निर्देशों का भी पालन किया जाना चाहिए। सर्वोत्तम सिस्टम विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए ये सभी चरण आवश्यक हैं।

संशोधन इतिहास

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दस्तावेज़ / संसाधन

माइक्रोचिप SP1F, SP3F पावर मॉड्यूल [पीडीएफ] निर्देश पुस्तिका AN3500, SP1F SP3F पावर मॉड्यूल, SP1F SP3F, पावर मॉड्यूल, मॉड्यूल

संदर्भ

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