專利名稱：陶瓷封裝光－mos固體繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種一路或多路輸出的陶瓷封裝的光-MOS固體繼電器。
背景技術(shù)：
由于數(shù)字化、多媒體、微電子、光電子與電力電子技術(shù)的發(fā)展，相應(yīng)的整機(jī)與系統(tǒng)，如各種通信和網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，遙控、遙測(cè)系統(tǒng)，光通信及其傳輸系統(tǒng)等處理的信息要求越來越大，速度越來越快，環(huán)境適應(yīng)性要求越來越嚴(yán)格，這就要求上述設(shè)備及其系統(tǒng)選用的元件滿足工作頻率高、開關(guān)速度快、接通率高、功耗低、可靠性高，以及良好的環(huán)境適應(yīng)性能等需求。固體繼電器被廣泛應(yīng)用于軍事、工農(nóng)業(yè)中，它的集成化、微型化和性能的提升，對(duì)數(shù)字化、多媒體、網(wǎng)絡(luò)、通信、遙控等發(fā)展起著重要的作用。但傳統(tǒng)的固體繼電器難以滿足上述要求，在這種情況下，具有高集成、小體積、速度快、功耗低、可靠性高、環(huán)境使用性更強(qiáng)的陶瓷封裝的光-MOS固體繼電器應(yīng)運(yùn)而生。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種陶瓷封裝光-MOS固體繼電器，以解決陶瓷封裝的一路或多路光-MOS固體繼電器的降低功耗、減小體積、適應(yīng)環(huán)境性能強(qiáng)的問題。
本實(shí)用新型所述的一種陶瓷封裝光-MOS固件繼電器，它包括陶瓷外殼、蓋板、發(fā)光二極管組件、光伏元件、驅(qū)動(dòng)和輸出部分的電路基板；所述發(fā)光二極管組件與光伏元件采用垂直光伏耦合隔離的位置關(guān)系固定于陶瓷外殼內(nèi)，連接于光伏元件的場(chǎng)效應(yīng)管芯片采用一只增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片或兩只增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片共源極的常開輸出形式，或者采用一只耗盡型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片或兩只耗盡型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片共源極的常閉輸出結(jié)構(gòu)。
根據(jù)上述的一種陶瓷封裝光-MOS固件繼電器，所述固體繼電路的外接引腳是陶瓷封裝的雙列直插式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部電路采用上下層結(jié)構(gòu)，外殼的內(nèi)底面作為驅(qū)動(dòng)和輸出部分的基板，與殼體為一體結(jié)構(gòu)，功率器件直接安裝在內(nèi)底板上，上層為輸入電路基板，輸入電路的發(fā)光二極管光輻表面與下層驅(qū)動(dòng)電路的光伏芯片的受光表面呈面對(duì)面的空間垂直對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)上述的一種陶瓷封裝光-MOS固件繼電器，陶瓷外殼與電路連接采用陶瓷多層布線結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)腔暴露的金屬化層僅為芯片下電極連接點(diǎn)和芯片上電極鍵合點(diǎn)。
本實(shí)用新型與傳統(tǒng)的MOS固體繼電器相比具有優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下1、本系列光-MOS固體繼電器由垂直光伏耦合隔離結(jié)構(gòu)輸入，采用一只增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片或兩只增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片共源極的常開輸出形式構(gòu)成，或者采用一只耗盡型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片或兩只耗盡型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片共源極的常閉輸出形式構(gòu)成。所述陶瓷外殼和電路基片采用導(dǎo)體定位方式，發(fā)光器件置于上方陶瓷架板上，受光器件置于管殼下底面，垂直光照，保證光伏陣列的最佳受光效果。同時(shí)產(chǎn)品的輸入、輸出電路從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了物理隔離。
2、產(chǎn)品采用散熱效果較好的陶瓷外殼，電路連接采用陶瓷多層布線技術(shù)，管殼內(nèi)腔暴露的金屬化層僅為芯片下電極連接點(diǎn)和芯片上電極鍵合點(diǎn)。管殼的內(nèi)底面作為驅(qū)動(dòng)和輸出部分的電路基板，使之與殼體為一體結(jié)構(gòu)，有利于產(chǎn)品的熱量直接通過外殼底面逸散。
3、本系列具有體積小、導(dǎo)通電阻低、導(dǎo)通時(shí)輸出呈線性電阻、輸出電流大、功耗低、動(dòng)作速度塊、可實(shí)現(xiàn)常開或常閉輸出、溫度適應(yīng)性能好的特點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的一只增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管常開輸出電路原理圖。
圖2是本實(shí)用新型的兩只增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管常開輸出電路原理圖。
圖3是本實(shí)用新型的一只耗盡型功率場(chǎng)效應(yīng)管常閉輸出電路原理圖。
圖4是本實(shí)用新型的兩只耗盡型功率場(chǎng)效應(yīng)管常閉輸出電路原理圖。
圖5是本實(shí)用新型的直流配置的接線圖。
圖6是本實(shí)用新型的雙向配置的接線圖。
圖7是本實(shí)用新型的發(fā)光二極管組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖8是圖7的A-A剖視圖。
圖9是圖7的B-B剖視圖。
圖10是圖7的C-C剖視圖。
圖11是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所述的系列光-MOS固體繼電器的電路原理參見圖1至圖4，圖中發(fā)光二極管LED串接在電流源上構(gòu)成輸入回路，當(dāng)輸入回路有電流流過，發(fā)光二極管發(fā)光，光伏二極管陣列集成電路受光后產(chǎn)生電壓，由于光伏二極管陣列是串聯(lián)連接，總開路輸出電壓等于光伏二極管數(shù)量與單只光伏二極管的開路電壓的乘積。輸出功率場(chǎng)效應(yīng)管是單向控制器件，正向使用時(shí)，可通過柵極控制導(dǎo)通和關(guān)斷；反向使用時(shí)，呈現(xiàn)二極管正向特性，無法控制關(guān)斷。因此采用兩只反向串聯(lián)的電路形式，即將兩只功率場(chǎng)效應(yīng)管的源極和柵極分別連接在一起，兩只功率場(chǎng)效應(yīng)管的漏極做輸出，實(shí)現(xiàn)雙向控制。這樣連接在施加輸出電壓時(shí)，無論極性如何，總有一只功率場(chǎng)效應(yīng)管處于正向狀態(tài)，有控制通斷作用。
本實(shí)用新型的兩種配置的接線圖參見圖5、圖6。
本系列光-MOS固體繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖7至圖10，由于該產(chǎn)品體積很小，內(nèi)部電路采用上下雙層結(jié)構(gòu)。管殼的內(nèi)底面作為驅(qū)動(dòng)和輸出部分的電路基板，與殼體為一體結(jié)構(gòu)。功率器件直接安裝在內(nèi)底板上，有利于熱量直接通過外殼底面逸散。上層為輸入電路基板，輸入電路的發(fā)光二極管(芯片)光輻射表面與下層驅(qū)動(dòng)電路的光伏芯片的受光表面呈面對(duì)面的空間垂直對(duì)應(yīng)。這種結(jié)構(gòu)可使光伏陣列最大效率地吸收紅外發(fā)光二極管發(fā)出的光，產(chǎn)生較高的輸出電壓，從而為MOSFET提供足夠的驅(qū)動(dòng)。同時(shí)產(chǎn)品的輸入、輸出電路從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了物理隔離。在圖7至圖11中，發(fā)光二極管芯片1及發(fā)光二極管組件2位于外殼3內(nèi)的上層，光伏陣列芯片6、場(chǎng)效應(yīng)管芯片4、5和電路芯座7位于外殼3內(nèi)的下層，外殼上口部蓋有蓋板8。輸入電路的發(fā)光二極管(芯片)1光輻射表面與下層驅(qū)動(dòng)電路的光伏芯片6的受光表面呈面對(duì)面的空間垂直對(duì)應(yīng)。
權(quán)利要求1.一種陶瓷封裝光-MOS固件繼電器，其特征在于它包括陶瓷外殼、蓋板、發(fā)光二極管組件、光伏元件、驅(qū)動(dòng)和輸出部分的電路基板；所述發(fā)光二極管組件與光伏元件采用垂直光伏耦合隔離的位置關(guān)系固定于陶瓷外殼內(nèi)，連接于光伏元件的場(chǎng)效應(yīng)管芯片采用一只增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片或兩只增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片共源極的常開輸出形式，或者采用一只耗盡型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片或兩只耗盡型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片共源極的常閉輸出結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷封裝光-MOS固件繼電器，其特征在于所述固體繼電路的外接引腳是陶瓷封裝的雙列直插式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部電路采用上下層結(jié)構(gòu)，外殼的內(nèi)底面作為驅(qū)動(dòng)和輸出部分的基板，與殼體為一體結(jié)構(gòu)，功率器件直接安裝在內(nèi)底板上，上層為輸入電路基板，輸入電路的發(fā)光二極管光輻表面與下層驅(qū)動(dòng)電路的光伏芯片的受光表面呈面對(duì)面的空間垂直對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陶瓷封裝光-MOS固件繼電器，其特征在于陶瓷外殼與電路連接采用陶瓷多層布線結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)腔暴露的金屬化層僅為芯片下電極連接點(diǎn)和芯片上電極鍵合點(diǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種一路或多路陶瓷封裝的光－MOS固體繼電器。本系列光－MOS固體繼電器由垂直光伏耦合隔離結(jié)構(gòu)輸入，采用一只增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片或兩只增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片共源極的常開輸出形式構(gòu)成，或者采用一只耗盡型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片或兩只耗盡型功率場(chǎng)效應(yīng)管芯片共源極的常閉輸出形式構(gòu)成。所述陶瓷外殼和電路基片采用導(dǎo)體定位方式，發(fā)光器件置于上方陶瓷架板上，受光器件置于管殼下底面，垂直光照，保證光伏陣列的最佳受光效果。同時(shí)產(chǎn)品的輸入、輸出電路從結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了物理隔離。本裝置具有體積小、導(dǎo)通電阻低、導(dǎo)通時(shí)輸出呈線性電阻、輸出電流大、功耗低、動(dòng)作速度塊、可實(shí)現(xiàn)常開或常閉輸出、溫度適應(yīng)性能好的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03K17/687GK2882122SQ20062000118
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月18日
發(fā)明者李文兵, 屈建江, 劉瑞生, 王淑華, 郭連香, 車向華 申請(qǐng)人:北京市科通電子繼電器總廠