AN3500
Istruzioni di montaggio per i moduli di potenza SP1F e SP3F
Introduzione
Questa nota applicativa fornisce le principali raccomandazioni per collegare correttamente il circuito stampato (PCB) al modulo di alimentazione SP1F o SP3F e montare il modulo di alimentazione sul dissipatore di calore. Seguire le istruzioni di montaggio per limitare le sollecitazioni termiche e meccaniche.
Istruzioni per il montaggio del PCB
Il PCB montato sul modulo di alimentazione può essere avvitato ai distanziatori per ridurre tutte le sollecitazioni meccaniche e minimizzare i movimenti relativi sui pin saldati al modulo di alimentazione.
Fase 1: Avvitare il PCB ai distanziatori del modulo di alimentazione.
Per fissare il PCB si consiglia di utilizzare una vite autofilettante in plastite con un diametro nominale di 2.5 mm. Una vite in plastite, mostrata nella figura seguente, è un tipo di vite specificamente progettata per l'uso con plastica e altri materiali a bassa densità. La lunghezza della vite dipende dallo spessore del PCB. Con un PCB spesso 1.6 mm (0.063"), utilizzare una vite in plastite lunga 6 mm (0.24"). La coppia di montaggio massima è di 0.6 Nm (5 lbf·in). Verificare l'integrità del perno in plastica dopo aver serrato le viti.
Fase 2: saldare tutti i pin elettrici del modulo di alimentazione al PCB come mostrato nella figura seguente.
Per fissare il PCB è necessario un flusso di saldatura no-clean, poiché la pulizia del modulo con soluzione acquosa non è consentita.
Nota: Non invertire questi due passaggi, perché se tutti i pin vengono saldati prima al PCB, avvitare il PCB ai distanziatori crea una deformazione del PCB, provocando una certa sollecitazione meccanica che può danneggiare le piste o rompere i componenti sul PCB.
I fori nel PCB, come mostrato nella figura precedente, sono necessari per inserire o rimuovere le viti di montaggio che fissano il modulo di alimentazione al dissipatore di calore. Questi fori di accesso devono essere sufficientemente grandi da consentire il libero passaggio della testa della vite e delle rondelle, consentendo la normale tolleranza nella posizione dei fori sul PCB. Il diametro consigliato del foro sul PCB per i pin di alimentazione è di 1.8 ± 0.1 mm. Il diametro consigliato del foro sul PCB per l'inserimento o la rimozione delle viti di montaggio è di 10 ± 0.1 mm.
Per una produzione efficiente, è possibile utilizzare un processo di saldatura a onda per saldare i terminali al PCB. Ogni applicazione, dissipatore e PCB possono essere diversi; la saldatura a onda deve essere valutata caso per caso. In ogni caso, un processo ben bilanciato
uno strato di saldatura dovrebbe circondare ogni pin.
Lo spazio tra la parte inferiore del PCB e il modulo di alimentazione è di soli 0.5 mm - 1 mm, come mostrato nella figura "PCB montato sul modulo di alimentazione". Si sconsiglia l'utilizzo di componenti passanti sul PCB. Il pinout SP1F o SP3F può variare a seconda della configurazione. Consultare la scheda tecnica del prodotto per ulteriori informazioni sulla posizione del pinout.
Istruzioni di montaggio del modulo di alimentazione
Il corretto montaggio della piastra di base del modulo sul dissipatore di calore è essenziale per garantire un buon trasferimento di calore. La superficie di contatto del dissipatore di calore e del modulo di potenza deve essere piana (la planarità consigliata dovrebbe essere inferiore a 50 μm per 100 mm continui, la rugosità consigliata Rz 10) e pulita (senza sporcizia, corrosione o danni) per evitare sollecitazioni meccaniche durante il montaggio del modulo di potenza e per evitare un aumento della resistenza termica.
Fase 1: Applicazione della pasta termica: per ottenere la minima resistenza termica tra il case e il dissipatore, è necessario applicare un sottile strato di pasta termica tra il modulo di alimentazione e il dissipatore. Si consiglia di utilizzare la tecnica di serigrafia per garantire una deposizione uniforme di uno spessore minimo di 60 μm (2.4 mil) sul dissipatore, come mostrato nella figura seguente. L'interfaccia termica tra il modulo e il dissipatore può essere realizzata anche con altri materiali conduttivi, come il composto a cambiamento di fase (serigrafato o con strato adesivo).
Fase 2: Montaggio del modulo di alimentazione sul dissipatore di calore: posizionare il modulo di alimentazione sopra i fori del dissipatore di calore ed esercitare una leggera pressione. Inserire la vite M4 con rondelle di sicurezza e piatte in ciascun foro di montaggio (è possibile utilizzare una vite n. 8 al posto della M4). La lunghezza della vite deve essere di almeno 12 mm (0.5"). Innanzitutto, serrare leggermente le due viti di montaggio. Serrare alternativamente le viti fino al raggiungimento della coppia di serraggio finale (vedere la scheda tecnica del prodotto per la coppia massima consentita). Si consiglia di utilizzare un cacciavite con coppia di serraggio controllata per questa operazione. Se possibile, le viti possono essere serrate nuovamente dopo tre ore. La quantità di pasta termica è corretta quando una piccola quantità di pasta termica appare attorno al modulo di alimentazione una volta che è stato avvitato sul dissipatore di calore con la coppia di serraggio appropriata. La superficie inferiore del modulo deve essere completamente bagnata di pasta termica, come mostrato nella figura "Grasso sul modulo dopo lo smontaggio". È necessario controllare la distanza tra le viti, l'altezza superiore e il terminale più vicino per mantenere una distanza di isolamento sicura.
Assemblea generale View
Se si utilizza un PCB di grandi dimensioni, sono necessari distanziali aggiuntivi tra il PCB e il dissipatore. Si consiglia di mantenere una distanza di almeno 5 cm tra il modulo di alimentazione e i distanziali, come mostrato nella figura seguente. I distanziali devono avere la stessa altezza dei distanziali (12 ± 0.1 mm).
Per applicazioni specifiche, alcuni moduli di potenza SP1F o SP3F sono realizzati con una piastra di base in AlSiC (alluminio e carburo di silicio) (suffisso M nel codice prodotto). La piastra di base in AlSiC è 0.5 mm più spessa della piastra di base in rame, quindi i distanziali devono avere uno spessore di 12.5 ± 0.1 mm.
L'altezza del telaio in plastica SP1F e SP3F è la stessa di un SOT-227. Se sullo stesso PCB vengono utilizzati un SOT-227 e uno o più moduli di alimentazione SP1F/SP3F con piastra di base in rame, e se la distanza tra i due moduli di alimentazione non supera i 5 cm, non è necessario installare il distanziatore come mostrato nella figura seguente.
Se si utilizzano moduli di potenza SP1F/SP3F con piastra di base in AlSiC con un SOT-227 o altri moduli SP1F/SP3F con piastra di base in rame, l'altezza del dissipatore di calore deve essere ridotta di 0.5 mm sotto i moduli SP1F/SP3F con piastra di base in AlSiC per mantenere tutti i distanziatori dei moduli alla stessa altezza.
Prestare attenzione ai componenti pesanti come condensatori elettrolitici o in polipropilene, trasformatori o induttori. Se questi componenti si trovano nella stessa area, si consiglia di aggiungere distanziali anche se la distanza tra due moduli non supera i 5 cm, in modo che il peso di questi componenti sulla scheda non sia sostenuto dal modulo di alimentazione ma dai distanziali. In ogni caso, ogni applicazione, dissipatore e PCB sono diversi; il posizionamento dei distanziali deve essere valutato caso per caso.
Conclusione
Questa nota applicativa fornisce le principali raccomandazioni relative al montaggio dei moduli SP1F o SP3F. L'applicazione di queste istruzioni contribuisce a ridurre lo stress meccanico sul PCB e sul modulo di potenza, garantendo al contempo il funzionamento a lungo termine del sistema. È inoltre necessario seguire le istruzioni di montaggio del dissipatore di calore per ottenere la minima resistenza termica dai chip di potenza fino al dissipatore. Tutti questi passaggi sono essenziali per garantire la massima affidabilità del sistema.
Cronologia delle revisioni
La cronologia delle revisioni descrive le modifiche implementate nel documento. Le modifiche sono elencate per revisione, a partire dalla pubblicazione più recente.
| Revisione | Data | Descrizione |
| A | Maggio-20 | Questa è la versione iniziale di questo documento. |
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