お久しぶりです。

数ヶ月前、ちょこっとレールガンで遊んだところ、スイッチとして使っている皿型のサイリスタ(いわゆるディスクサイリスタ)をぶっ壊してしまいました。しかも2つも。

原因がよくわからずアプリケーションノートや文献を読んでいたところ、皿型素子の構造上、本来は両面から結構な圧力をかけなければいけないということを知りました。中のシリコンダイは端子と接触してるだけなので、締め付けが弱いとシリコンダイに端子が接触せず、スペックが出せないらしいです。
データシートに何kNとか項目あったなそういや...。

当時はポリカーボネートで挟んでるだけのヨワヨワ圧力でして、圧力不足で壊れてしまった可能性も否定できません。

なるほどなぁ~~~となりましたが、やっぱり実際に自分の目で内部構造を確認したい!...ということで、せっかくなので壊してしまったものをニッパーでこじ開けてみました。

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これがサイリスタ本体のシリコンダイ。
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文献の通り、シリコンダイは単に端子と接触しているだけで、はんだ付けで接続などはされていませんでした。シリコンダイの円盤だけ取り出せてまるでコインみたいです。
ゲート端子もなんかピンみたいのが接触してるだけみたいです。まぁこのサイリスタはゲートがやられててよくわかりませんでしたが。


で、壊したのはもう一つあるので、こちらも分解してみました。

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先ほどとは違う型番で世代も違うのですが、同じ構造をしているようです。

シリコンダイを見ると一部が欠けており、端子側と溶着していました。
おそらくヨワヨワ圧力のせいでこの部分しか端子とダイが接触しておらず、大電流が流れた際に破壊&溶着してしまったんだと思います。こいつを使ったときに電流が頭打ちになったりVakが大きかったりしたのも、一部しか接触してないんだとすれば辻褄が合います。
やっぱり壊れた原因はヨワヨワ圧力のせいということであってそうです。
どうでもいいけどこのシリコンダイ&モリブデンコイン、重量感あって気持ちいいんですよ...数千円のコイン...


てなわけで、文献通りの構造をしているということがわかりました。ただ実際に見てみることで、こりゃ圧力かけないとちゃんと接触しないよなという気持ちになりましたし、壊れた原因もおそらく圧力不足だということがわかりました。
また、放熱性や大電流といった平型素子の有利な部分も感じられました。



そんで後日ガッチリ締め付けられるものを作ってみました。

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構造は単純で鉄板でサイリスタと端子用の銅板を挟んでネジで締めてるだけです。あとは絶縁用のアクリルとかスペーサーとかがあるだけです。
計算上はサイリスタのデータシート通りの圧力がかかられるはずです...実際はネジの締め加減とか圧力分布とかもありそうだしよくわかりません。
何回か使ってみましたが今の所壊れる様子はないので大丈夫そうです。