塑膠環扣與金屬環扣接合

塑膠環扣與金屬環扣接合

塑膠夾

塑膠夾是適用於 IC 的低成本接合選擇。 這些夾扣是透過螺絲固定的,透過向封裝正面施力來發揮作用。 在某些應用中,散熱片的溫度可能高達 125 °C;夾扣的軟化溫度應在 150 °C 以上。如需有關塑膠夾的詳細資訊,請參閱本節中的「支援文件」部分。

 

eSIP 塑膠環扣
 圖 1: 塑膠夾
 
 圖 2: 使用塑膠夾將 eSIP 封裝接合到標準 TO-220 散熱片
eSIP 塑膠環扣
 圖 3: 迷你塑膠夾
 
 圖 4: 使用迷你塑膠夾將封裝接合到散熱片
  eSIP EZ 塑膠環扣
 圖 5: EZ 塑膠夾

 圖 6: 使用 EZ 夾將 eSIP 封裝接合到散熱片
 
 圖 7: 單螺桿延伸塑膠夾
 
 圖 8: 使用延伸塑膠夾接合 eeSIP

 

塑膠夾 (螺絲安裝型) 接合準則

孔徑: 專用於標準 TO-220 散熱片 (典型為 3.2 mm)
螺絲尺寸:3 mm (M3) 截錐頭螺絲
最大扭力: 建議螺絲扭力上限為 1.8 至 2.3 lbf • in 或 0.20 至 0.26 Nm。

  • 為避免在螺絲頭和夾扣表面之間使用墊圈,應選用平頭螺絲。 接觸面過於不平、使用的螺絲過小或散熱孔過大,都可能導致夾扣龜裂。與 TO-220 封裝一樣,允許使用防鬆螺帽、彈簧墊圈和防鬆膠。
  • 由於自攻螺絲施力於夾扣、再到封裝的力量不穩定,因此不建議使用。任何情況下,都不建議使用鉚釘。
  • 散熱片接合表面務必要平坦,不能有毛邊,以免損壞 IC。最後,應該先將 IC 接合到散熱片,再將組裝件焊接到 PCB。 如果先將 IC 和散熱片焊接到 PCB,然後再接合夾扣,則會使 IC 封裝承受不可接受的機械壓力。
  • 建議使用散熱膏或導熱墊,以降低封裝後部與散熱片之間的熱阻。


支援文件 – 塑膠夾
夾扣圖面


支援文件 – 迷你塑膠夾
迷你夾圖面
材料安全資料表 (MSDS)
材料規格 - 英文
材料規格 - 繁體中文
RoHS 測試報告


支援文件 – 延伸塑膠夾
延伸塑膠夾
Single Screw Extended Plastic Clip
RoHS 測試報告


支援文件 – EZ 夾
EZ 夾圖面


不銹鋼夾

相對於塑膠夾,不銹鋼夾提供了金屬選件。此不銹鋼帶是透過螺絲固定的,透過向封裝正面施力來發揮作用。 如需有關不銹鋼夾的詳細資訊,請參閱本節中的支援文件表。

eSIP 金屬環扣
圖 9: 使用金屬夾將 eSIP 接合到散熱片


使用螺絲的不銹鋼夾接合準則

孔徑: 專用於標準 TO-220 散熱片 (典型為 3.2 mm)
螺絲尺寸:3 mm (M3) 截錐頭螺絲
最大扭力: 建議使用螺絲扭力為 0.26 Nm (2.3 lbf · in)。

  • 由於金屬材料具有一定的強度,因此將金屬夾固定到散熱片時所用的扭力與使用塑膠夾的相比,要求沒有那麼嚴格 (不會發生龜裂的情況)。 假設接合點與散熱片緊固相連,那麼施加到封裝的力量將取決於夾扣的設計和所用材料。
  • 自攻螺絲可以使用,但建議使用螺牙螺絲,因為後者的抗衝擊性一致且穩定。 不建議使用鉚釘,因為零件在鉚接過程中會受到機械衝擊。與 TO-220 封裝一樣,允許使用防鬆螺帽、彈簧墊圈和防鬆膠。
  • 散熱片接合表面務必要平坦,不能有毛邊,以免損壞 IC。最後,應該先將 IC 接合到散熱片,再將組裝件焊接到 PCB。 如果先將 IC 和散熱片焊接到 PCB,然後再接合夾扣,則會使 IC 封裝承受不可接受的機械壓力。
  • 建議使用散熱膏或導熱墊,以降低封裝後部與散熱片之間的熱阻。


支援文件 – 不銹鋼夾
鋼夾圖面
RoHS 檢驗證明書
RoHS 測試報告


不銹鋼 U 型夾

另一種接合選擇是使用 U 型夾。 U 型夾可貼合於散熱片側面及封裝的正面,使封裝與散熱片緊密接合在一起 (請參閱圖 10)。通常有多種 U 型夾可供選擇,


圖 10: 以不鏽鋼 U 型夾接合的 TopSwitch-HX

 

U 型夾是時下許多高容量設計常用的接合選擇。下列兩張圖片是 U 型夾在高容量噴墨印表機電源供應器上的應用狀況。圖 11 顯示 U 型夾將橋式整流器固定到散熱片。圖 12 則是以 U 型夾固定 TO-220。

輸入橋式整流器
圖 11:U 型夾固定輸入橋式整流器
  TO-220 功率 MOSFET
圖 12:U 型夾固定標準 TO-220 電源 MOSFET


不銹鋼 U 型夾接合準則

  • 建議使用 U 型夾將 IC 接合到散熱片,以形成一個次組裝件。
  • 然後,在焊接之前,將這個次組裝件裝配到印刷電路板。 這樣可確保 IC 與散熱片表面間保持共面。
  • 不建議先焊接 IC,再安裝散熱片,這樣通常無法使 IC 與散熱片之間良好接觸,進而增大熱阻。
  • 生產環境中,可能需要使用夾具來確保插入夾扣時,零件對齊散熱片。


抗震性

為示範 U 型夾在震動及機械震動情況下的固定能力,我們在測試板上使用了 Aavid Thermalloy 所生產的 CLP212SG、CLP212G 與 CL212TG 夾進行測試,確認其是否符合 IEC-60068 標準,結果是這三種 U 型夾都通過了震動測試。完整的測試報告可由此處下載


 

 

 

 

金屬夾與塑膠夾供應商資訊

供應商聯絡資訊類型零件編號建議的散熱片高度 (不含凹槽)
Kang Yang Hardware Enterprises Co., Ltd Nancy Lin
+886-2-2647-6930
nancy@kangyang.com.tw
迷你 PH-3 20 mm
金屬
塑膠
TRK-24
TC-24NNHA
20 mm
Thermshield Thermshield, LLC
PO Box 1641
Laconia, NH 03247
+1 603 524-3714
+1 603 524-6602 (傳真)
sales@thermshield.com
http://www.thermshield.com
塑膠 TS-11042-CY 24 mm


U 型夾供應商資訊

供應商聯絡資訊類型零件編號建議的散熱片高度 (不含凹槽)建議的散熱片壁厚度
Aavid Thermalloy www.aavidthermalloy.com U 型夾 CLP212SG 15.5 mm 2.25 mm
CLP212G 24 mm 6.2 mm
CLP212TG 20 mm 4.8 mm