먼저 알아둘 용어
금속 탭(tab)·절연 시트(insulating sheet) — 전력 소자의 금속 탭은 열을 전달하지만 드레인(drain)·컬렉터(collector) 등 전극에 연결된 경우가 있습니다. 절연 시트는 전기 연결을 막으면서 열을 전달하도록 사용하는 재료입니다.
부싱(bushing)·와셔(washer)·토크(torque) — 절연 부싱은 나사와 탭 구멍 사이 접촉을 막는 부품이고 와셔는 체결 면에 놓는 부품입니다. 토크는 나사를 조이는 회전 작용의 크기이며 패키지(package)와 구조의 허용 조건을 따릅니다.
접촉 열저항(thermal contact resistance)·내전압(withstand voltage) — 접촉 열저항은 접합면이 열 흐름을 방해하는 정도입니다. 내전압은 정해진 전압 조건에서 절연을 견디는 성능으로, 일반 도통 검사와 다릅니다.
탭의 전기 연결부터 확인합니다
사용 부품의 패키지 연결도에서 탭이 어느 전극에 연결되는지 확인합니다. 모든 탭을 접지로 가정하지 않습니다. 방열판의 예상 전위와 필요한 절연 구조를 정한 뒤 시트·부싱·와셔를 선택합니다. 절연 시트를 포장재처럼 제거하거나 열 전달만 생각해 금속끼리 직접 붙이지 않습니다.
시트가 탭과 방열판의 넓은 면을 분리해도 금속 나사가 탭 구멍에 닿으면 연결이 생길 수 있습니다. 필요한 경우 구멍 안에서 나사와 탭을 분리하는 절연 부싱을 사용합니다. 평평한 시트나 와셔를 더한다고 해서 구멍 속 접촉까지 막히는 것은 아닙니다.
접촉면의 이물·날카로운 돌기가 시트를 뚫지 않는지 살피고 재료 지침에 따라 시트와 부싱을 놓습니다. 나사 길이는 완전히 조였을 때 부품을 고정하되 바닥에 먼저 닿거나 다른 부분을 밀지 않아야 합니다. 체결 토크는 패키지와 체결 구조의 지침을 따릅니다. 과도한 힘은 탭·몸체·시트를 손상할 수 있어 더 세게 조이면 항상 좋은 것은 아닙니다.
운모 시트(mica sheet)는 얇은 판으로 만든 운모를 사용하는 절연재입니다. 전기가 통하지 않도록 분리하면서 탭의 열을 방열판으로 전달하는 역할을 합니다. 얇고 반투명해 보여도 포장용 비닐이 아니므로 조립할 때 빼놓지 않습니다. 표면이 갈라지거나 가장자리가 깨진 시트는 그대로 재사용하지 않습니다.
운모 시트의 양면에는 금속과 맞닿는 경계가 생깁니다. 그 경계의 미세한 틈을 줄이기 위해 방열 그리스(thermal grease)를 함께 쓰는 제품이 많습니다. 그리스는 접촉을 보완하는 재료일 뿐, 운모 시트나 나사 절연 부싱의 역할을 하지는 못합니다. 실제 시트의 두께·내전압·열저항과 그리스 사용 지침을 확인합니다. 부드러운 실리콘 절연 패드(silicone insulating pad)로 바꿀 때도 같은 두께나 비슷한 색이면 동등하다고 판단하지 않습니다.
별도 그리스 없이 쓰도록 설계된 패드에는 임의로 그리스를 더하지 않습니다. 재료를 바꿨다면 전기 절연과 접촉 열저항을 함께 검토하고, 이전 조립에서 얻은 온도 결과를 그대로 사용하지 않습니다.
나사를 조인 뒤 확인할 것
- 전원을 끈 상태에서 분리되어야 하는 탭·방열판·나사 사이에 예상 밖 금속 연결이 없는지 확인합니다. 회로의 우회 연결과 직접 접촉을 구분합니다.
- 시트의 밀림·모서리 노출·구멍 주변 찢어짐을 확인합니다.
- 일반 도통 검사는 조립 단락을 확인하는 것이며, 이것으로 요구되는 내전압 성능이 인증되지는 않습니다.
- 실제 부하·주변 온도·냉각 조건에서 발열을 다시 검증합니다.
작업 순서를 다시 확인합니다
