안녕하세요. TI의 저 EMI 교육 시리즈에 오신 것을 환영합니다. 

저는 Sam Jaffe입니다. 

이 짧은 비디오에서는 Hotrod와 향상된 QFN 패키지의 장점에 대해 알아보겠습니다. Hotrod는 리드 프레임의 플립 칩이라고도 하며 본드 와이어가 필요하지 않도록 하는 패키지 기술입니다. 

일반적인 와이어 본드 IC는 본드 와이어를 사용하여 실리콘 다이를 리드 프레임에 연결합니다. 

여기서 리드 프레임 핀이 PCB에 납땜되어 외부 부품에 연결됩니다. 

하지만 본드 와이어는 이 경로에 인덕턴스를 추가하여 EMI 방출을 악화시킵니다. 

또한 본드 와이어는 경로에 저항을 더해 효율과 전력 밀도를 감소시키며 EMI 방출도 악화시킬 수 있습니다. 

Hotrod는 실리콘 다이를 뒤집고 구리 범프를 리드 프레임에 직접 용접하여 본드 와이어에서 이 경로에 있던 인덕턴스와 저항을 효과적으로 제거합니다. 

이렇게 하면 스위치 노드 링잉이 크게 감소하고 EMI 성능이 향상됩니다. 

다음 슬라이드에서 이유를 살펴보겠습니다. 

인덕턴스를 줄이면 링잉이 줄어드는 이유를 이해하기 위해 저 EMI 레이아웃의 요구 사항에 대해 알아보겠습니다. 

EMI는 입력 리플과 정전식 또는 유도 커플링에서 차량 섀시 또는 기타 회로로 전달됩니다. 

리플과 커플링을 줄이려면 레이아웃을 설계할 때 회로에서 기생 인덕턴스와 커패시턴스를 고려하여 최소화해야 합니다. 

더 일반적으로 말하면 레이아웃에서 빠르게 변화하는 전압 또는 높은 dv/dt 노드를 차폐하거나 작게 유지해야 하고 빠르게 변화하는 전류 또는 높은 di/dt 루프 영역도 작게 유지해야 합니다. 

여기 빨간색 기생 부품은 낮은 EMI를 위해 벅에서 가장 중요하게 고려해야 할 레이아웃을 보여줍니다. 

그리고 어떤 규칙이 적용되는지, 우리가 레이아웃을 만들 때 왜 이에 주의해야 하는지 설명합니다. 

설명을 위해 2.1에 집중해 보겠습니다. 

정상적인 연속 전도 모드 작동 중에는 인덕터에 전류가 흐릅니다. 

인덕터 전류를 즉시 변경할 수는 없습니다. 

따라서 저압측 FET가 꺼지고 고압측 FET가 켜지면 인덕터가 즉시 입력 커패시터에서 VIN의 전류를 끌어옵니다. 

이 과도 전류가 링잉을 발생시킵니다. 

입력 루프의 기생 인덕턴스와 저압측 FET의 기생 커패시턴스 사이 상호 작용에서 발생하는 것입니다. 

이 입력 커패시터를 IC에 최대한 가깝게 배치하면 루프 영역이 줄어들기 때문에 기생 인덕턴스가 감소되고 이 링의 에너지가 감소되어 EMI 방출이 줄어듭니다. 

Hotrod 패키지는 VIN과 접지 핀에서 MOSFET 가는 경로에서 본드 와이어 인덕턴스를 없앱니다. 

덕분에 입력 루프 기생 인덕턴스가 더욱 감소하여 스위치 링잉이 감소하고 EMI 방출이 줄어듭니다. 

이 슬라이드에서 와이어 본드 QFN 스위치 링과 와이어 본드가 없는 QFN 또는 Hotrod 스위치 링을 비교한 것을 볼 수 있습니다. 

더 최신 장치는 QFN과 Hotrod의 장점을 모두 가진 고급 QFN이라고 하는 훨씬 더 발전된 패키지 기술을 사용합니다. 

이를 이해하려면 전력 밀도에 대해 이야기해야 합니다. 

전력 밀도는 EMI 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 

큰 부품은 효과적으로 더 큰 안테나이므로 방출하는 양이 더 많습니다. 

장치를 작게 줄이면 장치가 더 조용해지고 방출도 줄일 수 있습니다. 

그러나 부품의 크기를 줄일 때 문제가 발생합니다. 

특정 시점이 되면 장치에서 발산되는 열이 충분히 빠르게 확산되지 않아 장치가 과열되기 시작합니다. 

TI는 이를 해결하기 위해 효율을 높여 전력 손실을 줄였습니다. 그 방법은 저항 본드 와이어를 없애는 것입니다. 

또 한 가지 방법은 IC에서 보드로 전파되는 열이 열 저항이 낮은 경로를 따라 흐르도록 한 것입니다. 

QFN 장치에는 열 패드 또는 다이 부착 패드가 있어서 이 패드가 다이와 연결되어 AC에서 보드로 열을 전달합니다. 

하지만 Hotrod는 칩을 뒤집었습니다. 

그래서 더는 열 패드가 없습니다. 

열이 핀을 통해 보드의 나머지 부분으로 흐르지만 이 핀은 본드 와이어에 연결되는 핀보다 열전도율이 훨씬 높기 때문에 문제가 되지 않습니다. 

접지 핀을 접지면에 연결하면 보통 좋은 열 성능을 가지게 됩니다. 

하지만 엔지니어들이 열 패드를 사용하는 데 익숙하기 때문에 항상 이 방식이 사용되지는 않습니다. 

때문에 TI는 QFN 패키지를 출시했습니다. 

Hotrod의 모든 장점을 가지고 있을 뿐만 아니라 열 패드가 추가되어 있습니다. 

두 가지 형태의 장점 모두를 가진 것입니다. 

본드 와이어가 없어지고 핀이 다이에서 보드로 열을 보낼 뿐만 아니라 열 패드가 있기 때문에 열 성능이 더욱 향상됩니다. 

따라서 솔루션은 작게 유지하고 동급 최고의 EMI 성능을 달성할 수 있습니다. 

이것으로 Hotrod와 고급 QFN에 대한 패키지 최적화 비디오를 마치겠습니다. 

시청해 주셔서 감사합니다. 

EMI 성능을 최적화하는 방법에 대한 팁을 더 보려면 다른 비디오를 확인하십시오.