一種具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及固態(tài)繼電器。本實(shí)用新型公開一種具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器，包括由電子元器件焊接在金屬導(dǎo)熱印制板上構(gòu)成繼電器電路板，并在該繼電器電路板外包裹一層環(huán)氧樹脂進(jìn)行絕緣固定保護(hù)，所述的金屬導(dǎo)熱印制板是由線路層、第一導(dǎo)熱絕緣層、第一導(dǎo)熱金屬基板層、第二導(dǎo)熱絕緣層和第二導(dǎo)熱金屬基板層依次疊構(gòu)而成。優(yōu)選的，該金屬導(dǎo)熱印制板的第二導(dǎo)熱金屬基板層貼附設(shè)置一散熱器。本實(shí)用新型作為一種電子開關(guān)，用于以微小信號控制大功率負(fù)載的導(dǎo)通與關(guān)斷。
【專利說明】一種具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及固態(tài)繼電器，尤其涉及PCB安裝形式的固態(tài)繼電器，特別是一種具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器。

【背景技術(shù)】
[0002]固態(tài)繼電器是一種以可控硅、MOS管、IGBT等功率器件作為開關(guān)，以光耦等隔離元件組成功率器件的驅(qū)動電路，以毫安級的微小信號控制大功率負(fù)載的導(dǎo)通與關(guān)斷的電子開關(guān)。
[0003]現(xiàn)有的固態(tài)繼電器主要將各個元器件分布在印制電路板上，由印制電路板實(shí)現(xiàn)各個元器件之間的連線。如圖1所示，傳統(tǒng)的制作方法中電路印制板I’(英文全稱是:PrintedCircuit Board，縮寫為:PCB)是由導(dǎo)電層11’和絕緣層12’組成，該絕緣層12’ 一般為樹脂類絕緣材料，如FR-4等級材料(多為環(huán)氧玻璃布層壓板)。在絕緣層12’上附加一層導(dǎo)電層11’，并對該導(dǎo)電層11’進(jìn)行蝕刻，形成各種線路，再進(jìn)行表面處理，然后將固態(tài)繼電器的各元器件2’焊接在印制電路板I’上，通過測試之后再對該電路板整體進(jìn)行封裝。特別是針對PCB安裝形式的固態(tài)繼電器，該固態(tài)繼電器采用灌封或者裹封的封裝形式。
[0004]由于印制電路板I’的材料性質(zhì)(導(dǎo)熱不良)，固態(tài)繼電器的電路設(shè)計中時常要考慮到一些外圍器件的發(fā)熱問題，需要精心設(shè)計電路結(jié)構(gòu)以及器件選型，避免非核心器件損壞導(dǎo)致的整體功能失效。在實(shí)際應(yīng)用中功率器件只能依靠封裝的介質(zhì)本身向外界傳遞熱量，一旦熱量積累達(dá)到一定程度，功率器件本身也將直接熱損壞。同時也是散熱問題，使得PCB安裝形式的固態(tài)繼電器普遍功率較小，不能適應(yīng)越來越多的市場應(yīng)用。
[0005]也有使用金屬材質(zhì)作為電路印制板的底板，即在金屬底板上附著導(dǎo)熱絕緣層，在絕緣層之上附著導(dǎo)電層，導(dǎo)電層用來蝕刻電路走線。由于電路板被灌封或者裹封之后并不會與外界接觸，所以該金屬材質(zhì)一般使用導(dǎo)熱性能出色的鋁材。
[0006]而使用金屬底板之后，由于封裝形式也僅僅是將熱量均勻散布到固態(tài)繼電器的各處，并不能解決器件內(nèi)部的熱量快速積累的問題。
[0007]如圖2所示，有人提出一種提高散熱性能的固態(tài)繼電器結(jié)構(gòu)，包括由電子元器件2”焊接在金屬導(dǎo)熱印制板I”上構(gòu)成繼電器電路板，金屬導(dǎo)熱印制板I”是由線路層11”、絕緣層12”和導(dǎo)熱金屬基板層13”依次疊構(gòu)而成。雖然，其采用金屬導(dǎo)熱基板作為電路基板來替代傳統(tǒng)的印制板。但是，其散熱能力有限，不能使固態(tài)繼電器的電功率做得很大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]因此，本實(shí)用新型針對于此，提出一種具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器，其是一種應(yīng)用鋁基印制電路板的固態(tài)繼電器。
[0009]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0010]一種具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器，包括由電子元器件焊接在金屬導(dǎo)熱印制板上構(gòu)成繼電器電路板，并在該繼電器電路板外包裹一層環(huán)氧樹脂進(jìn)行絕緣固定保護(hù)，所述的金屬導(dǎo)熱印制板是由線路層、第一導(dǎo)熱絕緣層、第一導(dǎo)熱金屬基板層、第二導(dǎo)熱絕緣層和第二導(dǎo)熱金屬基板層依次疊構(gòu)而成。
[0011]進(jìn)一步的，還包括一散熱器，所述的散熱器貼附設(shè)置于該第二導(dǎo)熱金屬基板層。
[0012]進(jìn)一步的，所述的散熱器是具有多片散熱翅片的散熱器。
[0013]進(jìn)一步的，所述的散熱器是通過焊接而貼附設(shè)置于該第二導(dǎo)熱金屬基板層。
[0014]進(jìn)一步的，所述的金屬導(dǎo)熱印制板是鋁印制板，具體是由線路層、導(dǎo)熱絕緣層、鋁板層、導(dǎo)熱絕緣層和銅板層依次疊構(gòu)而成。
[0015]進(jìn)一步的，所述的固態(tài)繼電器具有一外殼，所述的繼電器電路板是容置于外殼內(nèi)腔而封裝構(gòu)成的。
[0016]本實(shí)用新型的具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器是采用金屬導(dǎo)熱印制板和電子元器件構(gòu)成繼電器電路板，且該金屬導(dǎo)熱印制板采用5層結(jié)構(gòu)，分別為線路層、第一導(dǎo)熱絕緣層、第一導(dǎo)熱金屬基板層、第二導(dǎo)熱絕緣層和第二導(dǎo)熱金屬基板層依次疊構(gòu)而成，同時還在金屬導(dǎo)熱印制板的第二導(dǎo)熱金屬基板層貼附設(shè)置一散熱器，從而該固態(tài)繼電器具有更加良好的散熱能力，而使該固態(tài)繼電器可以獲得更大的使用功率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)一的固態(tài)繼電器的繼電器電路板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是現(xiàn)有技術(shù)二的固態(tài)繼電器的繼電器電路板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例的固態(tài)繼電器的繼電器電路板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是本實(shí)用新型另一優(yōu)選實(shí)施例的固態(tài)繼電器的繼電器電路板結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0022]參閱圖3所示，本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施例的固態(tài)繼電器結(jié)構(gòu)是由電子元器件3(功率器件和除功率器件的其他電子元器件)焊接在金屬導(dǎo)熱印制板I上構(gòu)成繼電器電路板，金屬導(dǎo)熱印制板I由線路層11、第一導(dǎo)熱絕緣層121和第一導(dǎo)熱金屬基板層131、第二導(dǎo)熱絕緣層122和第二導(dǎo)熱金屬基板層132依次疊構(gòu)而成。
[0023]參閱圖4所示，本實(shí)用新型另一優(yōu)選實(shí)施例的固態(tài)繼電器結(jié)構(gòu)是在圖3所示的實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還包括一散熱器2，具體是在該金屬導(dǎo)熱印制板I的第二導(dǎo)熱金屬基板層132貼附設(shè)置該散熱器2，優(yōu)選是通過焊接而貼附設(shè)置于該第二導(dǎo)熱金屬基板層132。
[0024]本實(shí)用新型的實(shí)施例的固態(tài)繼電器中所采用的金屬導(dǎo)熱印制板I是5層結(jié)構(gòu)，分別為線路層11、第一導(dǎo)熱絕緣層121和第一導(dǎo)熱金屬基板層131、第二導(dǎo)熱絕緣層122和第二導(dǎo)熱金屬基板層132依次疊構(gòu)而成。采用了 2層導(dǎo)熱絕緣層(第一導(dǎo)熱絕緣層121和第二導(dǎo)熱絕緣層122)可以有效增加電路板的耐壓特性。其中，導(dǎo)熱絕緣層為導(dǎo)熱性能優(yōu)越的材質(zhì)，第二導(dǎo)熱金屬基板層為焊接性能突出的材質(zhì)(銅)，且以焊接形式與散熱片接觸可獲得更優(yōu)的熱傳遞阻抗。
[0025]優(yōu)選的，金屬導(dǎo)熱基板I是采用鋁基板，即由線路層、導(dǎo)熱絕緣層、鋁基板層、導(dǎo)熱絕緣層和銅基板層依次疊構(gòu)而成。當(dāng)然的，也可以采用其他導(dǎo)熱性能良好的其他金屬或金屬合金的導(dǎo)熱基板，如銅基板、銅合金基板或鋁合金基板等。同時，在繼電器電路板外包裹一層環(huán)氧樹脂進(jìn)行絕緣固定保護(hù)；且從繼電器電路板引出電極引腳作該固態(tài)繼電器的引腳。
[0026]或者也可以米用具有外殼的封裝方式，即包括外殼(圖未不)、以及容置于外殼內(nèi)的由電子元器件焊接在金屬導(dǎo)熱基板I上構(gòu)成繼電器電路板，從繼電器電路板引電極引腳，外殼內(nèi)的空隙填充環(huán)氧樹脂進(jìn)行結(jié)合固定。
[0027]其中，該電子元器件3的功率器件的類型是包括單向可控硅、雙向可控硅、三極管、MOSFET等；除功率器件外的其他電子元器件可以是包括但不局限于控制電路、隔離電路、驅(qū)動電路、RC吸收電路等。
[0028]優(yōu)選的，該散熱器2是選用具有多片散熱翅片的散熱器。
[0029]綜上，本實(shí)施例的固態(tài)繼電器結(jié)構(gòu)簡單，能夠滿足大功率固態(tài)繼電器的高散熱要求，電路設(shè)計中可以忽略外圍電路器件本身散熱問題，簡化電路設(shè)計，具有成本低、工藝簡單、易于裝配、效率高、適合大批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
[0030]盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器，包括由電子元器件焊接在金屬導(dǎo)熱印制板上構(gòu)成繼電器電路板，并在該繼電器電路板外包裹一層環(huán)氧樹脂進(jìn)行絕緣固定保護(hù)，其特征在于:所述的金屬導(dǎo)熱印制板是由線路層、第一導(dǎo)熱絕緣層、第一導(dǎo)熱金屬基板層、第二導(dǎo)熱絕緣層和第二導(dǎo)熱金屬基板層依次疊構(gòu)而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器，其特征在于:還包括一散熱器，所述的散熱器貼附設(shè)置于該第二導(dǎo)熱金屬基板層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器，其特征在于:所述的散熱器是具有多片散熱翅片的散熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器，其特征在于:所述的散熱器是通過焊接而貼附設(shè)置于該第二導(dǎo)熱金屬基板層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器，其特征在于:所述的金屬導(dǎo)熱印制板是鋁印制板，具體是由線路層、導(dǎo)熱絕緣層、鋁板層、導(dǎo)熱絕緣層和銅板層依次疊構(gòu)而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器，其特征在于:所述的固態(tài)繼電器具有一外殼，所述的繼電器電路板是容置于外殼內(nèi)腔而封裝構(gòu)成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有快速熱耗散的固態(tài)繼電器，其特征在于:所述的固態(tài)繼電器具有一外殼，所述的繼電器電路板是容置于外殼內(nèi)腔而封裝構(gòu)成的。
【文檔編號】H01H45/02GK203983160SQ201420432390
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】陳方增, 林俊華 申請人:庫頓電子科技（廈門）有限公司