我可以将TO-220紧紧地安装到母线上吗？

我正在构建一个小型开关电路，该电路由8个MOSFET（双向阻断，每个方向上有4个）组成，应以大约1kHz的频率开关100-200A。

我得出的结论是，由于尚不容易获得具有厚铜层的PCB​​，因此更好的解决方案是将MOSFET直接安装在母线上，并在母线上也安装电源线。因此，我只需要在MOSFET之间焊接源极引脚（露天）。这解决了几个问题：良好的散热，从电缆到MOSFET的低压降以及只需很少的焊接即可轻松安装/更换所有组件。

我的问题是：应将TO-220封装紧固到母线上多紧？我是否正确地假设所有电子设备都在黑色塑料部件内，并且因此可以按照自己的意愿尽可能地拧紧它？是否存在任何潜在的问题，例如热变形导致连接不良等？

这是我好奇的示意图：

^{模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

编辑：添加了到MOSFET数据表的链接。制造商的数据表显示了包装的详细信息，但未显示D连接到选项卡。

您要散发热量的零件大约在黑色塑料零件的中央，并紧靠引线框架安装。过度拧紧会使引线框架（金属零件）变形，将导致不良的热传递，并且如果将软金属引线框架弯曲（甚至轻微弯曲），甚至会损坏管芯与引线框架或管芯本身的结合。

您不应该像照片的左侧所示那样悬垂包含模具的零件，理想情况下，这就是您要与散热器紧密接触的零件。螺丝是偏移的，因为不方便将螺丝直接穿过模具的中心，但是您实际上是在尝试在塑料下方的零件和散热器之间建立接触并产生一定的压力。一些制造商使用弹簧夹来推动塑料本身。在Infineon页面上，这是一个内部模具很大的零件。请记住，管芯是脆性硅，而引线框架则柔软且具有延展性。

Vishay Siliconix建议为其TO-220封装使用 15 in-lb（1.7 Nm）的扭矩。超过10英寸磅的优势有限，如下所示：

通常将扭力螺丝刀和扳手与动力装置一起使用，并且像其他任何东西一样，它们可能需要定期校准和测试。廉价的枪械制造商等开始使用的价格约为50美元。

我是否正确地假设所有电子设备都在黑色塑料部件内，

是，

这样我就可以尽我所能加紧力了吗？

不，因为这会使您拧紧到母线上的金属零件变形，并且在黑色塑料零件的内部效果不佳：)

但是，假设您不打算使用原始武力：

将壳体压在金属棒上的工作是使壳体和棒之间的导热油脂层的厚度最小。在某些时候，压力的增加将不再显着减小厚度。我会称其为“用普通螺丝刀手紧”。但我确定官方标准会对此进行记录。

使用替代数据表进行编辑，该数据表实际上显示了选项卡连接到漏极，您的电路更加有意义:)

因此，在那种情况下，无需导热油脂。相反，我会坦白地将其焊接到母线上

• 涂上焊膏并将晶体管放在汇流排上（不一定要用螺钉将其固定，除非组件可能遭受很大的振动：在这种情况下，必须使用螺钉来减少焊点破裂的风险），
• 从下方将汇流排加热到焊膏熔化并形成良好接触的程度，
• 关掉暖气
• 然后立即开始冷却（可能用新鲜空气流冷却），以确保来自下方的“热浪”不会达到更高的温度。但是，不要在冷却时过度使用它，因为快速的热变化不利于焊点的性能或晶体管的完整性。

请注意，使用263软件包可能更容易做到这一点。

我建议，如果您坚持要与TO-220封装进行大电流连接，那么您将自己创建一个噩梦般的现场服务/维修方案。对于任何专业应用它更好的选择一个基于模块的设备，如本。考虑到必须用螺栓固定到母线组件上的任何组件时，模块是迄今为止最好的，并且今天它们并不太昂贵。
一旦达到50-100 A的范围，电缆尺寸就会变得笨拙，必须牢固固定。简单的焊点总是有风险，并且随着时间的流逝会变脆。

对于任何爱好，您都应该考虑：

1. 将包装固定到母线的TO-220的螺栓太小。即使使用TO-220安装孔尺寸的整个直径，即使使用钢和弹簧垫圈，也无法在任何真正的长期稳定性下实现超过10 in / lbs的翼片压力。这样的压力触点在大电流下不可行。

2. 始终可以选择焊接TO-220封装，但是将多个设备焊接到母线上是不可行的解决方案，您不可能修复它。
   将包装焊接到铜带上（为此，我使用0.125 x 0.5 x 1.25 ETP铜片）。这些可以轻松地焊接在SMT抽屉中（添加标签，然后在温度升高时，在背面添加助焊剂的设备上添加），诸如此类的标签允许多个和更大的安装螺栓尺寸，并具有合理的扭矩能力。当您将凸耳拧紧到母线上时，请清洁接头，但不要使用散热脂，因为它不导电。始终在螺母下使用钢制平垫圈和弹簧垫圈，并在螺丝头下使用平垫圈。

3. TO-220引线框连接不适用于自由线连接，尤其是在电流较高时。如果必须执行此操作，请使用类似这样的焊锡丝密封垫圈，以确保无应力的焊点不会因温度而老化。您还需要支撑导线，因为即使在中等振动环境下，引线框也会断裂。引线框不应暴露在任何侧面或弯曲力下。建议使用两片式障碍物来缓解此类连接，以缓解压力。

从图中可以看出，应该使用10 in-lb的扭矩。

由于可能的加热和机械问题，我建议在螺钉头和TO-220凸舌之间使用金属锁紧垫圈。此外，应尽量减小悬伸，但长度不能太短，以免引线容易与母线短路。
我坚信，没有比经验更好的老师了，所以继续构建电路，它将“向您展示”您的设计可能存在的任何缺点。请记住，这对于原型而非成品商业产品是可以的。

7nm有多紧密。使用带有外部星形锁紧垫圈的螺母和螺栓，然后用一点胶水永久性螺纹锁紧的乐泰胶水即可牢固地固定to220的包装。