eSIP 패키지 정보

보다 단순하고 얇은 전원 공급 장치 구현을 위한 eSIP™ 패키지

Power Integrations의 신제품 eSIP 패키지는 기존 TO-220의 절반 높이임에도 불구하고 같은 수준의 낮은 써멀 임피던스를 제공합니다. 이러한 특성 덕분에 LCD 모니터, 평면 TV 및 셋톱박스 같은 슬림형 전자 제품에 이상적입니다.

eSIP 이점:

• 패키지의 높이를 줄여 보다 얇은 디자인 가능
• 표준 TO-220 패키지 수준의 졍선-케이스 써멀 임피던스(θ_JC)
• 소스에 부착된 히트 슬러그 덕분에 EMI 노이즈 감소
• 단순한 클립 장착형 히트싱크 덕분에 제조 비용 절감 및 반복성 향상

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패키지 치수에 대한 자세한 내용은 Power Integrations의 패키지 정보 문서를 참조하십시오.

패키지 비교

패키지	장착 방법	최소 장착 높이	히트싱크 전위
eSIP(L)	접착식	2.1mm	소스
eSIP(E)	접착식 U-클립 플라스틱 미니 스트랩 플라스틱 스트랩 금속 스트랩	10.5mm 15.5mm 20mm 24mm 20mm	소스
TO-220(PI)	나사	21mm	소스
TO-220(표준)	나사	21mm	드레인

Power Integrations TO-220 및 eSIP 패키지는 납 프레임이 밖으로 노출되어 있습니다. 이 납 프레임은 MOSFET 전원 디바이스의 소스 단자에 연결되어 있으며, 장착 시 히트싱크에도 연결됩니다. 이 납 프레임을 통해 히트싱크가 전기적 소음이 없는 노드인 DC(-) 레일에 연결되기 때문에 방사성 EMI가 증가하지 않습니다.

eSIP 패키지에 대한 자세한 내용은 Power Integrations의 패키지 정보 문서를 참조하십시오.

다음 정보는 일반적인 장착 방법과 공급업체에 대한 것으로, 설계자가 eSIP 패키지를 사용하는 데 도움이 됩니다.

다양한 장착 옵션

낮은 비용으로 eSIP 패키지를 장착할 수 있는 다음과 같은 여러 옵션이 있습니다.

• 접착식 장착 테이프
• 나사 고정식 eSIP 플라스틱 스트랩
• 나사 고정식 eSIP 플라스틱 미니 스트랩
• 나사 고정식 eSIP 스테인리스 스틸 스트랩
• 표준 U자형 스테인리스 스틸 스프링 클립(U-클립)
• 합성 접착제

접착식 장착 테이프

접착식 장착 테이프를 사용하면 히트싱크에 전력용 반도체 설계를 장착할 때 일반적으로 필요한 장착 하드웨어와 써멀 그리스가 필요 없습니다. 테이프 자체는 추가 장착 하드웨어 없이도 전원 디바이스를 히트싱크에 고정할 수 있는 감압 접착제로 코팅되어 있습니다. 써멀 임피던스는 장착 시 가해지는 사용 압력에 따라 달라집니다. 총 써멀 임피던스는 방열 접착제 또는 써멀 그리스와 유사합니다. 특히 이 장착 방법은 얇은 디자인이 요구되는 eSIP(L) 패키지에 유용합니다.

접착식 테이프를 사용한 eSIP 장착 지침

• 조립 시 접착 테이프의 써멀 임피던스는 부착 과정 중 가해지는 압력에 따라 달라집니다.
• eSIP를 장착할 때는 100PSI(~0.69 N/mm2)의 압력이 권장되며, eSIP 패키지에서 이는 패키지 전면에 약 55N의 압력이 가해지는 것과 같습니다.
• 이 압력을 패키지의 전체 표면에 걸쳐 균일하게 가해서 일관된 접착 및 써멀 임피던스를 보장하는 것이 중요합니다.
• 접착식 테이프를 사용하는 방법에 대한 자세한 내용은 제조업체의 정보를 참조하십시오.

지원 문서 – 접착식 테이프
Bond-Ply 데이터 시트

플라스틱 eSIP 스트랩

플라스틱 eSIP 스트랩은 낮은 비용으로 eSIP 패키지를 장착할 수 있는 옵션입니다. 나사로 고정한 후에 패키지 전면에 압력을 가해 장착합니다. 일부 애플리케이션에서는 히트싱크의 온도가 125°C까지 올라가는 경우가 있을 수 있으므로, 스트랩의 연화 온도는 150°C 이상이어야 합니다. 플라스틱 eSIP 스트랩에 대한 자세한 내용은 이 섹션의 지원 문서 영역에서 확인할 수 있습니다.

플라스틱 eSIP 스트랩(나사 고정식) 장착 지침

구멍 크기: 표준 TO-220 히트싱크용으로 디자인(일반적으로 3.2mm)
나사 크기: 3mm(M3) 팬 헤드 나사
최대 토크: 권장되는 나사 토크는 1.8~2.3lbf•in 또는 0.20~0.26Nm(최대)입니다.

• 나사 헤드와 스트랩 표면 사이에 와셔를 사용하지 않으려면 나사 헤드가 평평해야 합니다. 지나치게 표면이 고르지 않은 경우, 더 작은 나사를 사용하는 경우 또는 더 큰 히트싱크 구멍을 사용하는 경우 스트랩이 손상될 수 있습니다. TO-220 패키지의 경우 잠금 너트, 스프링 와셔 및 나사식 잠금을 사용할 수 있습니다.
• 스트랩에 가해지는 힘이 변하므로 셀프 태핑 나사는 사용하지 않는 것이 좋으며 eSIP 패키지를 사용하는 것이 좋습니다. 어떤 경우에서도 리벳을 사용해서는 안 됩니다.
• IC 손상을 방지하기 위해 모든 반도체에서 히트싱크 장착 표면은 평평해야 하며 거칠지 않아야 합니다. 마지막으로 PCB에 어셈블리를 납땜하기 전에 IC를 히트싱크에 장착해야 합니다. IC 및 히트싱크를 PCB에 납땜한 후 스트랩을 장착하면 IC 패키지에 과도한 기계적 압력이 가해집니다.
• 패키지 후면과 히트싱크 사이의 써멀 임피던스를 줄이기 위해서는 써멀 그리스나 방열 패드를 사용하는 것이 좋습니다.

지원 문서 – 플라스틱 eSIP 스트랩
스트랩 도면

지원 문서 – 플라스틱 eSIP 미니 스트랩
미니 스트랩 도면
MSDS(물질 안전 데이터 시트)
재료 규격(영어)
재료 규격(중국어)
RoHS 테스트 보고서

스테인리스 스틸 eSIP 스트랩

스테인리스 스틸 eSIP 스트랩은 플라스틱 eSIP 스트랩에 대한 금속 옵션입니다. 이 스트랩은 나사로 고정한 후에 패키지 전면에 압력을 가해 장착합니다. 스테인리스 스틸 eSIP 스트랩에 대한 자세한 내용은 이 섹션의 지원 문서 표에서 확인할 수 있습니다.

나사 고정식 eSIP 스테인리스 스틸 스트랩 장착 지침

구멍 크기: 표준 TO-220 히트싱크용으로 디자인(일반적으로 3.2mm)
나사 크기: 3mm(M3) 팬 헤드 나사
최대 토크: 권장 나사 토크 0.26Nm(2.3lbf · in)

• 금속 재료의 견고성 덕분에 금속 스트랩을 히트싱크에 고정하는 데 사용되는 토크는 플리스틱 스트랩보다 안전합니다(손상 위험이 없음). 제공된 장착 지점을 히트싱크에 단단히 부착한 후 eSIP 패키지에 가해지는 압력은 사용되는 재료와 스트랩 디자인에 따라 달라집니다.
• 셀프 태핑 나사를 사용할 수는 있으나 충격에 대한 반복성 및 견고성 때문에 스크류 나사를 사용하는 것이 좋습니다. 리벳 과정 중에 eSIP 부품에 충격이 가해질 수 있으므로 리벳을 사용해서는 안 됩니다. TO-220 패키지의 경우 잠금 너트, 스프링 와셔 및 나사식 잠금을 사용할 수 있습니다.
• IC 손상을 방지하기 위해 모든 반도체에서 히트싱크 장착 표면은 평평해야 하며 거칠지 않아야 합니다. 마지막으로 PCB에 어셈블리를 납땜하기 전에 IC를 히트싱크에 장착해야 합니다. IC 및 히트싱크를 PCB에 납땜한 후 스트랩을 장착하면 IC 패키지에 과도한 기계적 압력이 가해집니다.
• 패키지 후면과 히트싱크 사이의 써멀 임피던스를 줄이기 위해서는 써멀 그리스나 방열 패드를 사용하는 것이 좋습니다.

지원 문서 – 스테인리스 스틸 eSip 스트랩
스틸 스트랩 도면
RoHS 검사 인증서
RoHS 테스트 보고서

스테인리스 스틸 U-클립

eSIP를 장착하는 다른 옵션으로 U-클립을 사용하는 방법이 있습니다. U-클립을 사용하여 히트싱크의 측면과 패키지 전면을 고정하고 패키지를 히트싱크에 단단히 고정합니다(그림 10 참조). 공통적으로 사용 가능한 다양한 U-클립이 있습니다. Aavid Thermalloy의 몇 가지 옵션이 아래 그림 11에 나와 있습니다.

U-클립은 오늘날 대량 생산에 일반적으로 사용되는 장착 방법입니다. 아래 두 그림은 대량 생산하는 잉크젯 프린터의 전원 공급 장치에 사용되는 U-클립을 보여 줍니다. 그림 12는 브리지 정류기를 히트싱크에 고정하는 U-클립이며, 그림 13은 U-클립으로 고정한 TO-220입니다.

스테인리스 스틸 eSIP U-클릭 장착 지침

• 하위 어셈블리의 구성을 위해 U-클립을 사용하여 eSIP를 히트싱크에 장착하는 것이 좋습니다.
• 하위 어셈블리는 납땜하기 전 인쇄된 회로 기판에 조립됩니다. 이렇게 하면 eSIP와 히트싱크 표면 사이 평탄도를 유지할 수 있습니다.
• 일반적으로 eSIP는 히트싱크에 대해 효과적인 접점을 제공하지 않아 써멀 임피던스가 증가하므로 eSIP를 먼저 납땜한 후 히트싱크를 장착하지 않는 것이 좋습니다.
• 생산 환경에서는 클립이 삽입된 상태에서 eSIP 부품과 히트싱크를 배열하는 데 지그가 사용될 수 있습니다.

진동 저항

진동과 기계적 충격이 있는 환경에서 U-클립의 저항력을 확인하기 위해 Aavid Thermalloy의 CLP212SG, CLP212G 및 CL212TG 클립 사용한 테스트 보드(위의 그림 11 참조)를 관련 기관에 제출하여 해당 클립들이 IEC-60068 표준에 부합하는지 알아보았습니다. 세 가지 U-클립 모두 충격 및 진동 테스트를 통과하였습니다. 전체 테스트 보고서는 여기서 다운로드할 수 있습니다.

접착식 테이프 제조업체 정보

제조업체	연락처 정보	종류	부품 번호
Bergquist Company	http://www.bergquistcompany.com	접착식 테이프	Bond-Ply 100

eSIP 스트랩 제조업체 정보

제조업체	연락처 정보	종류	부품 번호	히트싱크 권장 높이(노치 제외)
Kang Yang Hardware Enterprises Co., Ltd	Nancy Lin +886-2-2647-6930 nancy@kangyang.com.tw	미니	PH-3	20mm
		금속	TRK-24	20mm
Thermshield	Thermshield, LLC PO Box 1641 Laconia, NH 03247 +1 603 524-3714 +1 603 524-6602(팩스) sales@thermshield.com http://www.thermshield.com	플라스틱	TS-11042-CY	24mm

U-클립 제조업체 정보

제조업체	연락처 정보	종류	부품 번호	히트싱크 권장 높이(노치 제외)	히트싱크 벽 권장 두께
Aavid Thermalloy	www.aavidthermalloy.com	U-클립	CLP212SG	15.5mm	2.25mm
			CLP212G	24mm	6.2mm
			CLP212TG	20mm	4.8mm

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전달 물질 사용

써멀 컴파운드(그리스)
그리스와 유사한 일관성을 제공하도록 고안된 써멀 컴파운드는 eSIP 디바이스와 히트싱크 사이에 열을 원활하게 전달해 줍니다. 용량이 큰 전력/손모 디자인에서는 열 전달을 특히 중요하게 고려해야 합니다.

써멀 컴파운드를 사용하는 경우 얇은 필름이 형성되도록 발라야 합니다. 너무 많이 바를 경우 열 저항이 늘어나 역효과가 생길 수 있습니다. 일반적으로 클립과 히트싱크가 맞닿는 표면의 모서리에 잉여 써멀 컴파운드가 생깁니다. 핀이 있는 eSIP 모서리에 과도한 양의 써멀 컴파운드를 사용하면 핀 사이의 교락 위험이 증가하게 되고 이로 인해 전류가 누설되어 성능이 저하될 수 있습니다.

실리콘 고무 절연 패드:
일반적으로 실리콘 고무 절연체를 사용하면 써멀 그리스를 사용할 때보다 열 저항이 높아집니다. 실리콘 고무 절연체는 절연체가 냉각 중인 전력 디바이스와 히트싱크 사이에 전기적 절연을 제공하는 애플리케이션에 주로 사용됩니다. 전력 디바이스 간 열 저항을 낮게 유지하면 절연 효과를 얻을 수 있습니다. 전력 공급 장치 디자인 시 하나의 공통 히트싱크를 사용하지 않는 경우 또는 안전 및 규제 요건을 준수하기 위해 전기 절연이 필요하지 않은 경우 eSIP 패키지에 실리콘 고무 절연체를 사용하지 않아도 됩니다.

실리콘 고무 절연체가 사용된 경우 안전 기관의 요구 사항을 준수하면서도 가능한 한 가장 얇은 두께로 사용해야 합니다.