TO-220をバスバーにどれだけしっかりと取り付けることができますか？

私は8個のMOSFET（双方向ブロッキング、各方向に4個）で構成される小さなスイッチング回路を構築しています。これは約1kHzで100-200Aをスイッチングします。

厚い銅層を備えたPCBは容易に入手できないため、はるかに優れたソリューションは、MOSFETをバスバーに直接取り付けることであり、そこに電源ケーブルも取り付けられると結論付けました。したがって、MOSFET間でソースピンをはんだ付けするだけです（屋外で）。これにより、いくつかの問題が解決されます。良好な熱放散、ケーブルからMOSFETへの低電圧降下、およびはんだ付けがほとんどないすべてのコンポーネントの簡単な取り付け/交換。

私の質問は次のとおりです。TO-220パッケージをバスバーにどれだけきつく締めるべきですか。すべての電子部品が黒いプラスチック部品内にあり、したがって、必要なだけ強く締め付けることができると仮定するのは正しいですか？潜在的な問題はありますか。たとえば、熱のゆがみが原因で接続不良が発生するなどですか。

好奇心の強い人のための私の回路図は次のとおりです。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

編集：MOSFETデータシートへのリンクを追加しました。パッケージの詳細を表示するが、タブに接続されたDを表示しないメーカーのデータシート。

熱を逃がそうとしている部分は、黒いプラスチック部分のほぼ中央にあり、リードフレームに取り付けられています。リードフレーム（金属部分）を締めすぎて歪めると、熱伝導が悪くなり、リードフレームまたはダイ自体が柔らかい金属製のリードフレームを少しでも曲げると、ダイのリードフレームまたはダイ自体への接着を損なう可能性があります。

あなたはすべきではないヒートシンクとの密接な接触で必要な部分です理想的にあなたのフォトの左部分に示すように、ダイが含まれている部分を張り出します。ねじは、ダイの中心を通り抜けるのは不便であるためオフセットされていますが、プラスチックの下の部品とヒートシンクの間で接触と圧力を作り出そうとしています。一部のメーカーは、プラスチック自体を押すスプリングクリップを使用しています。インフィニオンのページから、ここに巨大な内部ダイを持つ部品があります。ダイは脆いシリコンであり、リードフレームは柔らかくて可鍛性があることに注意してください。

Vishay Siliconixは、TO-220パッケージに15インチポンド（1.7 Nm）のトルクを推奨しています。以下に示すように、10 in-lb以上の制限された利点があります。

パワーデバイスでトルクドライバーとレンチを使用することはかなり一般的であり、他のものと同様に、定期的なキャリブレーションとテストが必要になる場合があります。ガンスミスなどで使用されている安価なものは、約50ドルから始まります。

私はすべての電子機器が黒いプラスチック部品の中にあると仮定するのは正しいですか、

はい、

そして、それで私はそれを私が望むように強く締めることができると？

いいえ、それはあなたがバスバーにねじ込んでいる金属部品を変形させるので、それは黒いプラスチック部品の内側とうまく再生しません:)

ただし、生の力を使用する予定がない場合：

ケースを金属棒に押し付ける作業は、ケースと棒の間の熱伝導グリース層の厚さを最小にすることです。ある時点で、圧力が増加しても厚さはそれほど減少しません。私はそれを「一般的なドライバーで手早く」と呼びます。しかし、私はそれが公式の標準文書であることを確信しています。

タブがドレインに接続されていることを実際に示す代替データシートを使用して編集すると、回路が非常に理にかなっています:)

はい、その場合、サーマルグリースはありません。代わりに、率直に言ってバスバーにはんだ付けします

• はんだペーストを塗布し、バスバーにトランジスタを配置します（アセンブリが大きな振動を受ける可能性がある場合を除き、ねじで固定する必要はありません。その場合、ねじははんだ接合部の割れのリスクを軽減するために必須です）。
• バスバーを下からはんだペーストが溶けて接触が良好になるまで加熱します。
• 加熱をオフにし、
• そしてすぐに、おそらく新鮮な空気の流れで冷却を開始し、下から来る「熱波」がはるかに高い温度に達しないようにします。ただし、急速な熱変化ははんだ接合の特性やトランジスタの完全性に適していないため、冷却で無理しないでください。

263パッケージでこれを行う方が簡単かもしれないことに注意してください。

TO-220パッケージへの高電流接続に耐えるなら、悪夢のようなフィールドサービス/修理シナリオを自分で作成することをお勧めします。プロフェッショナルなアプリケーションでは、このようなモジュールベースのデバイスを選択する方がはるかに良いです。モジュールは、バスバーアセンブリにボルトで固定する必要のあるものを検討する際に、圧倒的に最適であり、今日ではそれほど高価ではありません。
50〜100 Aの範囲に入ると、ケーブルのサイズが扱いにくくなり、しっかりと固定する必要があります。単純なはんだ接合は常に危険にさらされ、時間がたつと脆くなる可能性があります。

趣味については、次のことを考慮する必要があります。

1. TO-220のパッケージをバスバーに固定するボルトが小さすぎます。TO-220取り付け穴サイズの直径全体を使用する場合でも、スチールとスプリングワッシャーを使用しても、実際の長期安定性で10インチ/ lbsを超えるタブ圧力を達成することはできません。このような圧力接点は、高電流では実行できません。

2. TO-220パッケージのはんだ付けは常にオプションですが、複数のデバイスをバスバーにはんだ付けすることは実行不可能なソリューションです。修理することはほとんどありません。
   パッケージを銅ストリップにはんだ付けします（この目的には、0.125 x 0.5 x 1.25 ETP銅タブを使用します）。これらはSMTドロワーで簡単にはんだ付けできます（タブを追加し、温度が上がると背面にフラックスを使用してデバイスを追加します）。これらのタブを使用すると、複数のはるかに大きな取り付けボルトサイズで適切なトルク能力が得られます。タブをバスバーにねじ込んだ場合、ジョイントをきれいにしますが、ヒートシンクグリースは導電性ではないので使用しないでください。常に、ナットの下にはスチール製の平ワッシャー、ネジ頭の下には平ワッシャーを使用してください。

3. TO-220リードフレーム接続は、特に高電流での自由なワイヤ接続用に設計されていません。あなたがこれをしなければならない場合には、同様にはんだワイヤフェルールを使用し、この温度年齢に少ないストレスフリーはんだ接合部を確保するために。中程度の振動環境でもリードフレームが破損するため、ワイヤをサポートする必要があります。リードフレームは、側面や曲げの力にさらされないようにしてください。ストレスを軽減するために、このような接続を2ピースバリアでサポートすることをお勧めします。

グラフから、10 in-lbが使用すべきトルクであるように見えます。

加熱や機械的な問題が発生する可能性があるため、ネジの頭とTO-220タブの間に金属製のロックワッシャーを使用することをお勧めします。さらに、オーバーハングを最小限に抑える必要がありますが、リード線がバスバーにショートしやすい位置にあるほど短くしないでください。
私は経験よりも優れた教師はいないと固く信じているので、先に進んで回路を構築してください。それはあなたの設計にあるかもしれない欠点を「見せます」。これは、完成した商用製品ではなく、プロトタイプで問題ないことに留意してください。

7nmはどれくらいタイトですか。外付けのスターロックワッシャー付きのナットとボルトを使用し、パーマネントスレッドロッカーロックタイトの軽くたたいてto220パッケージをしっかりと保持します。