DDPAK 개발… 기존 THD 방식보다 크기도 작아

스위칭 방식 전원 공급 장치(SMPS)가 고전력 시스템에도 활용될 전망이다. 


SMPS는 반도체를 기반으로 한 전원 공급 장치로, 작고 효율적이다. 하지만 반도체가 표면실장(SMD)형으로 내장돼 스위칭 시 발열 문제로 고전력 시스템에 적용하기엔 한계가 있었다.


▲인피니언이 상단 냉각 방식 SMD 패키지 ‘DDPAK'를 개발, 자사 전력 관련 제품군에 도입했다./인피니언


인피니언은 이를 해결할 수 있는 상단 냉각 방식 SMD 패키지 ‘DDPAK(Double DPAK)’을 개발, 자사 반도체 전력 반도체 제품군에 적용했다고 25일 밝혔다.


현재 SMPS용 반도체는 SMD 패키지 중에서도 기판에 구멍을 뚫고 반도체를 끼워넣어 리드(Lead)로 연결하는 THD(Through-hole devices) 방식을 쓴다. 


다루기가 쉽고 스위칭 속도를 높일 수 있지만, 스위칭 시 발생한 열이 PCB로 전달돼 역률보상회로(FPC) 등 PCB의 다른 소자 및 회로에 악영향을 준다. 반도체·패키지와 PCB의 열팽창계수(CTE)가 서로 달라 신뢰성 또한 떨어진다.


인피니언이 개발한 ‘DDPAK’ 방식은 반도체 패키지를 PCB에 밀착하거나 끼워넣는 대신 150㎛ 정도를 띄우고 실장한다. 인쇄회로기판(PCB)과 반도체의 열을 분리(Decoupling)해 방열 성능을 강화한 방식이다. 


▲기존 THD 방식 패키지와 DDPAK 패키지 차이./인피니언, KIPOST 정리


기존 THD 방식의 TO-220 패키지보다 작고, 구조적으로 서로 완벽히 결합된 상태가 아니라 반도체 패키지와 PCB의 열팽창률이 달라도 활용 가능하다. 방열 패드나 방열 소재(Paste)를 도포하기도 용이하다.


특히 서버, 이동통신, 태양광 시스템 등에 적합하다고 인피니언은 설명했다. 


인피니언은 이 패키지를 먼저 자사의 실리콘 기반 ‘600V CoolMOS G7 SJ MOSFET’과 실리콘카바이드(SiC) 기반 ‘650V CoolSiC 쇼트키 다이오드 G6’ 등에 적용했다. 


인피니언 관계자는 “이 패키지 기술은 열 성능을 최적화하는 데 초점을 맞춰 개발됐다”며 “CoolMOS G7, CoolSiC G6, EiceDRIVER 제품군을 결합해 고전력 시스템 솔루션을 설계할 수 있다”고 말했다.

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