原创 如何在SPM®5上安装散热器

Motion SPM®5 产品有各种额定功率级别（10W 至 100W），主要应用于小功率电机驱动装置，如低小功率风扇电机、洗碗机和循环泵。这些产品包括自举二极管、欠压锁定 (UVLO) 保护功能以及高压集成电路的温度感测功能。Motion SPM®5 产品待机电流较低，适用于小功率电机驱动。由于 Motion SPM®5 产品功能良好，已有大量客户将其用于他们的产品，但还有一些客户希望安装散热器以提高驱动装置的额定功率。功率较小的产品通常不用散热器散热；当然，某些可能用电机底盘作为散热器。比如，用了散热器后，额定 100W 的模块可以提升至 150W。(DUT: FSB50550，工作条件： VDC = 300 V, VCC = 15 V, FSW = 5 kHz, Sinusoidal PWM, TAmb. =54℃，T 散热器=100℃，散热器尺寸 (D×W×H)； 40×24×15 mm，实际效果随所用散热器和导热胶粘剂的不同而不同。）

[图 1-a] 电机在无散热器时的运行测试（FSB50550A，TC=103℃ @ PIN=100W）

图 1-b电机在带散热器时的运行测试（FSB50550A，TC=90.5℃ @ PIN=150W）

不过，若要用同一个功率模块驱动更高的功率，则加装散热器不失为一个相对简易的解决方案。由于 SPM 5 无散热器安装孔，因此将散热器安装至 SPM 5 不易操作。我们将在本博客内讨论如何在 SPM 5 封装安装到散热器。

A.热胶材料

由于主要用于低功率系统，因此小型散热器足够扩展 SPM® 5 模块的功率范围。方法 A 是使用热导率较高的导热胶粘剂将散热器安装至模块封装，因此比其他方法更简便。代表性的导热胶是 Loctite 384，热导率为 0.717 [W/m·K]。需要注意的是，导热胶本身不提供传热散热。热胶使得模块和所用散热器之间更易传热。

[图 2.]

B.通过螺钉直接装配 PCB (1)

方法 B 是用螺钉将散热器安装至 SPM® 5 封装上。本方法抵抗外部振动的稳定性强，在电机应用中常用。安装散热器至封装时，用户应相当小心，以免弯曲 PCB。如果螺栓拧得过紧，可能导致安装孔周围焊接的组件出现虚焊或焊接裂缝。

[图 3.]

C.通过螺钉直接装配 PCB (2)

方法 C 是方法 B 的改良版。关键只在于散热器形状，要防止 PCB 弯曲。本方法能降低 PCB 弯曲导致虚焊的可能性，但是需要为 PCB 留出更多空间。散热器和 SPM®5 封装之间的间隙应用导热片或导热胶填充。

[图 4.]

D.散热器夹具

方法 D 用于独特形状的封装。如图 4 内绿色虚线所示，SPM®5 封装底部中心处有一个槽。夹具能设计成可将散热器装配至封装的形状。

[图 5.]

采用本方法时，重要的是夹具的形状和材料。为了夹紧封装并让其保持稳定，夹具的夹持力必须达到一定的水平。夹具的宽度和厚度不得超过 SPM®5 封装上槽口的尺寸。[图 6-d] 是一张夹具示意图。这只是一个可能的结构示例。与其他方法相比，方法 D 更适用于量产。由于用户能在 PCB 组装流程前在 SPM 上安装散热器，因此方法 D 能增加生产力（吞吐量）