CN1805284A - 固态继电器、电子装置、以及制造该固态继电器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固态继电器。用于接收来自发光元件的信号光的光接收元件和负载控制功率元件安装在固态继电器的输出侧引线架上。光接收元件的第一电极连接到第一控制端子，光接收元件的第二电极在树脂密封部分内连接到负载控制功率元件的栅极电极。负载控制功率元件的第一电极连接到第一输出端子，负载控制功率元件的第二电极连接到第二输出端子。第一控制端子、第一输出端子、以及第二输出端子每个单独地引出到树脂密封部分外部作为引线端子。

Description

固态继电器、电子装置、以及制造 该固态继电器的方法
技术领域
本发明涉及固态继电器(SSR)、装备所述SSR的电子装置、以及制造所述SSR的方法，保护元件能够容易地连接到所述SSR作为用于防止浪涌(surge)的措施。
背景技术
利用半导体元件作为开关元件用于对负载接通和关断电源的SSR是公知的。
由于SSR直接控制电源的接通和关断，所以要求SSR具有高击穿电压。为此，SSR装备有作为负载控制功率元件(load-controlling power element)的高击穿电压、高功率半导体元件例如三端双向可控硅开关(triac)。由于要求确保具有较低电压的作为控制系统的初级(输入)侧(primary side)与具有较高电压的处理大电源的次级(输出)侧(secondary side)之间的隔离，所以能够容易地实现输入/输出隔离的光耦合(光电耦合器(photocoupler))被用于输入和输出侧之间的信号传输。
此类SSR实现了良好的输入/输出隔离和控制，因此经常用于诸如功率装置、家用电器、变换控制器的电子装置中。
图10是部分剖切透视图，示出常规SSR的示例。
SSR 50包括作为发光元件安装在输入侧的发光二极管51、以及安装在输出侧分别作为光接收元件和作为负载控制功率元件的光三端双向可控硅开关(photo-triac)52和三端双向可控硅开关53。
发光二极管51利用银膏等进行芯片焊接(die-bond)且利用金线等丝线键合(wire-bond)到输入侧引线架(lead frame)55。光三端双向可控硅开关52利用银膏或诸如聚酰亚胺树脂的绝缘膏进行芯片焊接且利用金线等丝线键合到输出侧引线架56。
发光二极管51和光三端双向可控硅开关52彼此面对地设置，配置为允许其间信号光的传输。发光二极管51和光三端双向可控硅开关52的内侧利用白色半透明树脂构成的内部树脂密封部分57以树脂密封，且利用黑色树脂密封部分58从其外侧以树脂密封。
与光三端双向可控硅开关52相似，三端双向可控硅开关53芯片焊接并丝线键合到输出侧引线架56，且当光三端双向可控硅开关52接收到来自发光二极管51的信号光时，三端双向可控硅开关53被来自光三端双向可控硅开关52的电流信号驱动，从而构成控制对负载接通和关断电源的开关元件(未示出)。
图11是图10所示的常规SSR的接线图。此类型的常规SSR在例如JPH7-106629A中被公开。
SSR 50在输入侧提供有阳极端子Ta和阴极端子Tk，发光二极管51的阳极51a连接到阳极端子Ta，发光二极管的阴极51k连接到阴极端子Tk。在输出侧提供有第一输出端子Tp1和第二输出端子Tp2，三端双向可控硅开关53的第一电极53f连接到第一输出端子Tp1，三端双向可控硅开关53的第二电极53s连接到第二输出端子Tp2。光三端双向可控硅开关52的第一电极52f连接到第一输出端子Tp1，光三端双向可控硅开关52的第二电极52s连接到三端双向可控硅开关53的栅极电极53g。
此类型的SSR 50用在电子装置例如功率装置中。然而，其中使用有电子装置的环境的增加的多样性意味着这样的装置经常经受外部电流和电压浪涌，导致由浪涌引起的光三端双向可控硅开关52的击穿经常发生。由浪涌引起的光三端双向可控硅开关52的损坏具有破坏电子装置本身的风险，因而产生了对防止浪涌从而稳定并改善SSR 50的运行可靠性的措施的需求。
图12是引入防御浪涌的防范措施的固态继电器的接线图。图13是其中图12所示的保护元件(见下)应用到图10所示的常规固态继电器的情况的示意性横截面图。
引入防御浪涌的防范措施的SSR 60(图12)就基本电路配置而言与图11所示的常规示例相同，但不同在于内置电阻器R3作为保护元件连接于光三端双向可控硅开关52的第一电极52f与三端双向可控硅开关53的第一电极53f之间。
图13所示的SSR 50在输入侧引线架55上装备有发光二极管51，在面对输入侧引线架55的输出侧引线架56上装备有光三端双向可控硅开关52和三端双向可控硅开关53，发光二极管51、光三端双向可控硅开关52、三端双向可控硅开关53、输入侧引线架55、以及输出侧引线架56通过内部树脂密封部分57以树脂密封，且通过树脂密封部分58从其外侧以树脂密封。
输入侧引线架55和输出侧引线架56在SSR 50上相对，且SSR 50通过内部树脂密封部分57和树脂密封部分58以树脂密封，在SSR 50上输入侧引线架55和输出侧引线架56在内部树脂密封部分57和树脂密封部分58的几乎整个区域上延伸，从而提高热扩散。
如果SSR 50装备有比发光二极管51、光三端双向可控硅开关52、以及三端双向可控硅开关53的芯片厚度更厚的内置电阻器R3(由虚线表示)作为保护元件，则输入侧引线架55与输出侧引线架56之间的最短电距离(electrical distance)将从常规距离d5变为距离d6。换言之，由于输入侧引线架55与输出侧引线架56之间的较短电距离，击穿电压将下降，且电介质击穿的风险将升高。因此，需要增加输入侧引线架55与输出侧引线架56之间的距离从而保持输入侧引线架55与输出侧引线架56之间的绝缘。
然而，增加输入侧引线架55与输出侧引线架56之间的距离需要提高作为发光元件的发光二极管51的亮度以及作为光接收元件的光三端双向可控硅开关52的灵敏度以实现准确的光传输。
为了提高发光二极管51的亮度，必须增加流到发光二极管51的电流，但是从功耗、发热等角度来看这不是优选的。为了提高光三端双向可控硅开关52的灵敏度，需要扩大光三端双向可控硅开关52的表面积，但是从紧凑性、电流泄漏等角度来看这不是优选的。因此，安装比发光二极管51、光三端双向可控硅开关52、以及三端双向可控硅开关53的芯片厚度更厚的内置电阻器R3是不现实的且难以实现。
因此，考虑到上述因素而构思本发明，其目的是提供一种能够防止由浪涌引起的光接收元件的击穿的高度可靠的SSR、装备有所述SSR的电子装置、或者用于制造所述SSR的制造方法。
发明内容
为了实现上述目的，根据本发明的SSR提供一种SSR，包括：发光元件，其安装在输入侧引线架上；光接收元件，其安装在输出侧引线架上且接收来自所述发光元件的光；负载控制功率元件，其安装在所述输出侧引线架上且由所述光接收元件驱动；以及树脂密封部分，其以树脂密封所述发光元件、所述光接收元件、以及所述负载控制功率元件，其中所述光接收元件的第一电极连接到第一控制端子，所述负载控制功率元件的第一电极连接到第一输出端子，所述负载控制功率元件的第二电极连接到第二输出端子，所述光接收元件的第二电极连接到所述负载控制功率元件的栅极电极，且所述第一控制端子、所述第一输出端子、以及所述第二输出端子每个单独地引出到所述树脂密封部分的外面作为引线端子。
对于此配置，光接收元件的电极与其连接的引线端子引出到树脂密封部分的外面，使得能够在树脂密封部分外将作为防御浪涌的防范措施的保护元件连接到光接收元件。换言之，能够在外部控制流到光接收元件的驱动电流与流到负载控制功率元件的负载电流之间的平衡。这使得能够向光接收元件提供规定的驱动电流，其使得能够准确操作负载控制功率元件，又使得能够确保稳定运行，减少故障。这防止由电流和电压浪涌引起的光接收元件的击穿，允许提供没有故障风险的高度可靠的SSR。在树脂密封部分外连接作为防御浪涌的防范措施的保护元件从而保护光接收元件的能力提供了这样的效果，即使得可以提供能够防止密封树脂部分内输入/输出击穿电压下降的SSR。
对于根据上述配置的SSR，外部连接的保护元件优选在树脂密封部分外连接在第一控制端子与第一输出端子之间。
对于此配置，在第一控制端子与第一输出端子之间连接外部连接的保护元件(外部连接的电阻器)消除了在树脂密封部分内提供保护元件的需要，从而不影响树脂密封部分内输入/输出绝缘距离。换言之，通过连接保护元件(外部连接的保护元件)能够防止由浪涌引起的光接收元件的击穿，同时防止输入侧引线架与输出侧引线架之间的击穿电压(即树脂密封部分内输入与输出之间的击穿电压)的下降。
另外，在根据上述配置的SSR中，内置保护元件优选在树脂密封部分内连接在光接收元件的第一电极与负载控制功率元件的第一电极之间。
对于此配置，即使提供内置保护元件，输入/输出绝缘距离(即输入与输出之间的击穿电压)也不受影响，因为内置保护元件(内置电阻器)的较大选择使得能够连接具有小形状(特别是在影响输入与输出之间的击穿电压的方向上的尺寸)的内置保护元件。换言之，能够在外部控制流到光接收元件的驱动电流与流到负载控制功率元件的负载电流之间的平衡。换言之，能够传输规定的驱动电流到光接收元件，这又进行负载控制功率元件的可行的准确操作。
另外，在根据上述配置的SSR中，光接收元件的第二电极优选连接到第二控制端子，且第二控制端子优选单独地引出到树脂密封部分的外面作为引线端子。
对于此配置，通过将第二控制端子引出树脂密封部分作为引线端子，使得可以将光接收元件的第二电极连接到外部负载控制功率元件的栅极端子，其中所述光接收元件的第二电极连接到所述第二控制端子。这使得能够控制多个负载控制功率元件，使得即使当负载电流控制大负载时也能通过多个负载控制功率元件分配(分流)负载电流。因此，放热规格和额定电流规格具有较大余量的SSR是可行的。因为保护元件能够连接到已经引出到外部的第二控制端子，所以可以防止由浪涌引起的光接收元件的击穿。
另外，对于根据上述配置的SSR，第一控制端子和第一输出端子优选提供有用于在树脂密封部分外安装外部连接的保护元件的安装部分。
对于此配置，由于能够容易地设置外部安装的保护元件，所以外部安装的保护元件能够容易地被安装，从而消除了对布线图案的需要，所述布线图案用于将外部连接的保护元件连接到SSR安装于其上的布线基板。
对于根据上述配置的SSR，第一控制端子和第一输出端子优选经树脂密封部分外的桥接部分彼此互连。
对于此配置，当由于需要防御浪涌的防范措施而连接外部连接的保护元件时，切割桥接部分且连接外部连接的保护元件是可行的。当不需要防御浪涌的防范措施时原样维持桥接部分也是可行的。换言之，对防御浪涌的防范措施的需要根据使用环境而变化，由于引线架变为多用途，所以可以实现多用途SSR，允许根据对防御浪涌的防范措施的需要而选择保护元件的连接。
另外，在根据上述配置的SSR中，优选地输入侧引线架和输出侧引线架彼此面对地设置。
对于此配置，实现了具有信号光的高传输效率的SSR。
另外，在根据上述配置的SSR中，树脂密封部分优选使得输入侧引线架和输出侧引线架以树脂密封为双列直插封装。
对于此配置，到将安装SSR的布线基板的连接是容易的，且实现了一种SSR，外部连接的保护端子到该SSR的连接是容易的。
对于根据上述配置的SSR，所述发光元件优选为发光二极管，所述光接收元件优选为光三端双向可控硅开关，所述负载控制功率元件优选为三端双向可控硅开关。
采用此配置，实现了高速控制大电源的高效SSR。
另外，根据本发明的上述SSR可具有作为另一目的的树脂密封部分的扩大或对第一输出端子与第二输出端子之间的短路的防止，其是当增加引出到外面的端子数目以实现上述目的时会出现的问题。
为了实现该目的，在根据上述配置的SSR中，第一输出端子优选设置在所述第一控制端子与所述第二输出端子之间。
对于此配置，即使增加新的第一控制端子，作为引线端子的第一输出端子与第二输出端子之间的距离也可以按需设定，从而实现能够安全使用的SSR，因为树脂密封部分外第一输出端子与第二输出端子之间的短路被防止。
为了实现该目的，在根据上述配置的SSR中，第一控制端子与第一输出端子之间的距离优选小于第一输出端子与第二输出端子之间的距离。
对于此配置，引线端子之间的距离可最小化，因为第一控制端子和第一输出端子几乎是相同电势的，使得能够防止由于增加作为引线端子引到外面的第一控制端子的数目而导致的树脂密封部分的外部形状的扩大。换言之，SSR的小型化是可行的。
为了实现该目的，在根据上述配置的SSR中，第一控制端子和第一输出端子的端子宽度优选比其它引线端子的端子宽度窄。
采用此配置，可以防止由于增加作为引线端子的第一控制端子的数目而导致的树脂密封部分的外部形状的扩大，光接收元件的第一电极连接到该第一控制端子。
为了实现上述目的，根据本发明的电子装置装备有根据本发明的上述SSR。
利用此配置，可以提供对电流和电压浪涌具有抵抗力的高度可靠的电子装置。
另外，为了实现上述目的，用于根据本发明的SSR的制造方法是一种用于这样的SSR的方法，该SSR包括：发光元件，其安装在输入侧引线架上；光接收元件，其安装在输出侧引线架上且接收来自所述发光元件的光；负载控制功率元件，其安装在所述输出侧引线架上且由所述光接收元件驱动；以及树脂密封部分，其以树脂密封所述发光元件、所述光接收元件、以及所述负载控制功率元件，其中所述光接收元件的第一电极连接到第一控制端子，所述负载控制功率元件的第一电极连接到第一输出端子，所述负载控制功率元件的第二电极连接到第二输出端子，所述光接收元件的第二电极连接到所述负载控制功率元件的栅极电极，所述第一控制端子、所述第一输出端子、以及所述第二输出端子每个单独地引出到所述树脂密封部分的外面作为引线端子；该方法包括：将所述发光元件安装到所述输入侧引线架上且将所述光接收元件和所述负载控制功率元件安装到所述输出侧引线架上的步骤，其中所述第一控制端子和所述第一输出端子在所述树脂密封部分外通过桥接部分互连；以树脂密封所述发光元件、所述光接收元件、以及所述负载控制功率元件的步骤；切割所述桥接部分的步骤；以及在所述第一控制端子与所述第一输出端子之间连接外部连接的保护元件的步骤。
对于此配置，可以切割桥接部分且连接外部连接的保护元件，实现用于多用途SSR的制造方法，所述多用途SSR允许根据需要来选择是否切割桥接部分，所述需要即根据使用环境连接作为防御浪涌的防范措施的保护元件的需要。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的SSR的接线图；
图2是根据本发明第二实施例的SSR的接线图；
图3是根据本发明第三实施例的SSR的接线图；
图4是根据本发明第四实施例的SSR的接线图；
图5是剖切平面图，以简化方式示出根据本发明第五实施例的SSR的主要部件，三端双向可控硅开关等安装在输出侧引线架上并用树脂密封；
图6是侧视图，示出端子如何从根据本发明第六实施例的SSR的输出侧引线架的树脂密封部分引出；
图7是侧视图，示出根据本发明第七实施例的SSR的输出侧引线架的引线端子的端子宽度；
图8是说明图，示出如何设置安装部分用于将保护元件安装到根据本发明第八实施例的SSR以及如何安装外部连接的保护元件。图8(A)是SSR的平面图，图8(B)是包括沿图8(A)中箭头B-B方向的部分横截面的侧视图；
图9是方块图，示出根据本发明第九实施例的电子装置的主要部件块；
图10是部分剖切透视图，示出常规SSR的示例；
图11是图10所示的常规SSR的接线图；
图12是包括防御浪涌的防范措施的SSR的接线图；
图13是其中图12所示的保护元件应用到图10所示的常规SSR的情况的示意性横截面图。
具体实施方式
下面是参照附图对本发明第一实施例的描述。
图1是根据本发明第一实施例的SSR的接线图。
发光二极管2作为发光元件安装(连接、装备)在SSR1的输入侧(发光侧)引线架(未示出)上，其被以树脂密封。发光二极管的阳极2a和阴极2k分别连接到引至树脂密封部分(未示出)的外面作为引线端子的阳极端子Ta和阴极端子Tk。注意，发光元件不限于发光二极管2，而可以是响应输入的信号发光的任何元件。
另外，作为接收来自发光二极管2的信号光的光接收元件的光三端双向可控硅开关3以及作为负载控制功率元件的三端双向可控硅开关4安装(连接、装备)到SSR1的输出侧(光接收侧)引线架(未示出)。在树脂密封部分内，光三端双向可控硅开关3的第一电极3f连接到第一控制端子Tc1且光三端双向可控硅开关3的第二电极3s连接到三端双向可控硅开关4的栅极电极4g。注意，光接收元件不限于光三端双向可控硅开关3，而可以是接收光时输出固定电流的任何元件。例如，可以使用其中光二极管(photodiode)和晶闸管(thyristor)结合并配置为电路的光IC。另外，负载控制功率元件不限于三端双向可控硅开关4，而可以是设置有用于控制电流的栅极电极的任何电元件。
三端双向可控硅开关4的第一电极4f连接到第一输出端子Tp1，三端双向可控硅开关4的第二电极4s连接到第二输出端子Tp2。第一控制端子Tc1、第一输出端子Tp1、以及第二输出端子Tp2每个单独地引出到树脂密封部分的外面作为引线端子。
以如下步骤进行导通SSR1。使前向电流通过并因此导通发光二极管2，使得信号光由发光二极管2产生。当光三端双向可控硅开关3接收到来自发光二极管2的信号光并因此导通时，控制电流Id流动。当控制电流Id等于或大于三端双向可控硅开关4的栅极触发电流时，三端双向可控硅开关4的栅极开启(fire)，从而导通三端双向可控硅开关4，因而将SSR1转换到导通状态，由此负载电流Ip根据负载(未示出)流动。负载电流Ip可以通过以此方式导通和关断三端双向可控硅开关4而被控制。
根据本实施例，因为第一控制端子Tc1和第一输出端子Tp1每个单独地引到外面，所以可以在树脂密封部分外面在第一控制端子Tc1和第一输出端子Tp1之间连接合宜地选择的保护元件(例如作为保护元件的电阻器R1：见图2)。因此，保护元件的选择是自由的，意味着能够合宜地选择保护元件的电阻，这使得能够调节流到光三端双向可控硅开关3的控制电流Id与流到三端双向可控硅开关4的负载电流Ip之间的平衡，进行三端双向可控硅开关4的可行的准确操作。换言之，以稳定方式操作三端双向可控硅开关4能够防止故障。另外，光三端双向可控硅开关3能够由保护元件保护，所以可以实现高度可靠的SSR1，其能够防止由电流或电压浪涌引起的光三端双向可控硅开关3的击穿。
例如，SSR1的输入侧引线架和输出侧引线架可以如图11所示的现有技术中一样彼此面对地设置，从而能够提高信号光的传输效率。考虑到放热属性，引线架优选由铜制成。另外，例如，通过利用合适的反射装置，输入侧引线架和输出侧引线架可以在平面中并排(side-by-side)地设置。
另外，至于树脂密封部分的形态，从气密性、防潮、批量生产能力等优势来说通过转移模塑(transfer molding)形成的树脂密封是优选的，阳极端子Ta、阴极端子Tk、第一控制端子Tc1、第一输出端子Tp1、第二输出端子Tp2等引到树脂密封部分的外面作为引线端子。当然，树脂密封部分具有半透明的内部树脂密封部分和不透明的外部树脂密封部分的两层构造。
另外，从易于安装(连接、装备)到布线基板(wiring substrate)(未示出)、易于连接外部连接的保护元件、确保输入和输出之间的击穿电压等优势来说，SSR1优选为双列直插封装(dual in-line package)形式，其中输入侧引线架和输出侧引线架彼此相对。
通过使用作为发光元件的发光二极管2、作为光接收元件的光三端双向可控硅开关3、以及作为负载控制功率元件的三端双向可控硅开关4，可以实现能够高速控制大电源的高效SSR。
第二实施例
图2是根据本发明第二实施例的SSR的接线图。
根据本实施例，外部连接的电阻器R1连接在第一控制端子Tc1和第一输出端子Tp1之间作为第一实施例的SSR1上的外部连接的保护元件。连接外部连接的电阻器R1消除了在树脂密封部分内提供保护元件的需要，从而树脂密封部分内输入与输出之间的绝缘距离不受影响，且即使提供保护元件，树脂密封部分内的输入/输出击穿电压也不变差。因为接线在其它方面与第一实施例中相同，所以省略更详细的说明。
外部连接的电阻器R1可以通过其上安装有SSR1的布线基板上的布线连接，或者它可以直接连接在作为引线端子的第一输出端子Tp1和第一控制端子Tc1之间。
另外，如第一实施例中一样，控制外部控制的电阻器R1的电阻使得能够调节流到光三端双向可控硅开关3的控制电流Id与流到三端双向可控硅开关4的负载电流Ip之间的平衡，进行三端双向可控硅开关4的可行的准确操作。换言之，以稳定方式操作三端双向可控硅开关4能够防止故障。另外，外部连接的电阻器R1通过抑制控制电流Id减小浪涌电流和电压，从而能够保护光三端双向可控硅开关3，使得可以实现能够防止由电流或电压浪涌引起的光三端双向可控硅开关3的击穿的高度可靠的SSR1。
第三实施例
图3是根据本发明第三实施例的SSR的接线图。
根据本实施例，内置电阻器R2作为内置保护元件连接在第二实施例的SSR1内。内置电阻器R2连接在光三端双向可控硅开关3的第一电极3f与三端双向可控硅开关4的第一电极4f之间，与外部连接的电阻器R1一起作为保护光三端双向可控硅开关3的保护元件。因为接线在其它方面与第一和第二实施例中相同，所以省略更详细的描述。
根据本实施例，由于连接了外部连接的电阻器R1，所以内置电阻器R2的选择范围较宽，这意味着可以预先消除在常规示例中成问题的减小输入/输出绝缘距离的形状。换言之，输入/输出击穿电压不变差，因为可以选择小的电阻器(保护元件)，所述小的电阻器具有不影响输入/输出绝缘距离的形状。
具体地，选择比光三端双向可控硅开关3或三端双向可控硅开关4的芯片厚度薄的内置电阻器R2使得可以提供不使输入/输出击穿电压变差的SSR。注意，虽然对内置电阻器R2优选比光三端双向可控硅开关3或三端双向可控硅开关4的芯片厚度薄，但是本实施例并不局限于此。
如第二实施例中一样，由于外部连接的电阻器R1，所以光三端双向可控硅开关3可以被保护，且三端双向可控硅开关4可以被准确操作。
第四实施例
图4是根据本发明第四实施例的SSR的接线图。
根据本实施例，在第二实施例的SSR1中连接到三端双向可控硅开关4的栅极电极4g的光三端双向可控硅开关3的第二电极3s连接到第二控制端子Tc2，第二控制端子Tc2单独引出到树脂密封部分的外面作为引线端子。因为接线在其它方面与第二实施例中相同，所以省略更详细的描述。
根据本实施例，光三端双向可控硅开关3的第二电极3s引出到树脂密封部分的外面作为第二控制端子Tc2，使得能够控制除三端双向可控硅开关4以外的设置在外部的其它三端双向可控硅开关(未示出)。例如，通过将第二控制端子Tc2连接到外部设置的作为其它负载控制功率元件的三端双向可控硅开关中的一个的栅极电极并从光三端双向可控硅开关3的第二电极3s传输大于该栅极触发电流的控制电流Idd，可以控制外部三端双向可控硅开关。
换言之，通过利用单个光三端双向可控硅开关3(光接收元件)可以控制包括三端双向可控硅开关4的多个三端双向可控硅开关(负载控制功率元件)，使得即使当以大负载电流(Ip)控制负载时也可以在多个三端双向可控硅开关之间分摊(分流、分配)负载电流。因此，SSR1的放热规格和额定电流规格的余量可以变宽。
第五实施例
图5是剖切平面图，以简化方式示出根据本发明第五实施例的SSR的主要部件，三端双向可控硅开关等安装在输出侧引线架上并以树脂密封。
光三端双向可控硅开关3芯片焊接(安装)到与引线端子Tdb对应的引线架5，光三端双向可控硅开关3的第一电极3f丝线键合(安装)到与第一控制端子Tc1对应的引线架6，第二电极3s丝线键合(安装)到与第二控制端子Tc2对应的引线架7。
三端双向可控硅开关4芯片焊接(安装)到与第一输出端子Tp1对应的引线架8，三端双向可控硅开关4的第一电极4f通过芯片焊接(安装)连接到引线架8。另外，第二电极4s丝线键合(安装)到与第二输出端子Tp2对应的引线架9。另外，栅极电极4g丝线键合(安装)到引线架7且因而连接到光三端双向可控硅开关3的第二电极3s。
第一控制端子Tc1、第二控制端子Tc2、第一输出端子Tp1、第二输出端子Tp2、以及引线端子Tdb每个单独地引至树脂密封部分10的外面作为引线端子。另外，作为引线端子，第一控制端子Tc1、第二控制端子Tc2、第一输出端子Tp1、第二输出端子Tp2、以及引线端子Tdb在树脂密封阶段期间通过连接杆(tie bar)部分11被加固，产生允许光三端双向可控硅开关3、三端双向可控硅开关4、以及未示出的发光二极管2的转移模塑的构造。注意，连接杆部分11形成在引线架7的部分上且相对于引线端子延伸的方向以垂直取向被连接，抑制引线端子的变形且在转移模塑工艺期间阻止树脂泄漏。
在树脂密封之后连接杆部分11通过芯片切割(冲压)在虚线所示的位置被切割，第一控制端子Tc1、第二控制端子Tc2、第一输出端子Tp1、第二输出端子Tp2、以及引线端子Tdb每个构成相互独立的引线端子。如果引线端子Tdb和第二控制端子Tc2不需要引至外面作为引线端子，它们可以在连接杆部分11被切割时与其一起被切割。
根据本实施例，第一控制端子Tc1和第一输出端子Tp1通过树脂密封部分10(以及连接杆部分11)外的桥接部分12被互连。桥接部分12部分形成在引线架8上，例如通过与连接杆部分11的形成方法类似的方法以与连接杆部分11的宽度近似相同的宽度形成。具体地，其在引线架8的制造过程期间通过冲压或类似工艺形成。因此，桥接部分12可以与连接杆部分11类似地被切割。换言之，桥接部分可以被连接或者可以被切割。还要注意，考虑到对丝线键合等的影响，桥接部分12优选在树脂密封之后被切割，但如果连接杆11存在，则切割可以在树脂密封之前进行。
随着SSR1用于更多样化的环境中，对防御浪涌的防范措施的需求根据使用环境而改变。因此，当因为需要防御浪涌的防范措施而连接外部连接的保护元件(外部连接的电阻器R1)时，桥接部分12被切割，外部连接的元件被连接在第一控制端子Tc1与第一输出端子Tp1之间。
通过提供此类可切割的桥接部分12，可以实现多用途引线架，由此实现多用途SSR1，其允许根据使用环境来选择是否连接外部连接的保护元件。该选择(即切割桥接部分12)可在制造过程中进行或根据用户自己的判定进行。
当然，根据其它实施例的构造可以与本实施例同时使用。
第六实施例
图6是侧视图，示出端子如何引出到根据本发明第六实施例的SSR的输出侧引线架的树脂密封部分外。
例如，第一控制端子Tc1、第一输出端子Tp1、以及第二输出端子Tp2从输出侧引线架作为引线端子引出到树脂密封部分10的外部的侧面引出，该树脂密封部分10用树脂以双列直插封装的形式通过转移模塑密封。对于平面布置，与第五实施例(图5)所示的布置类似的布置是可行的。
在本实施例中，第一输出端子Tp1在第一控制端子Tc1与第二输出端子Tp2之间引出。设置第一控制端子Tc1在对其直接施加负载(未示出)电压的第一输出端子Tp1和第二输出端子Tp2被设置的位置的外侧使得可以确保第一输出端子Tp1与第二输出端子Tp2之间的距离d1而没有由于增加引到外部的引线端子(第一控制端子Tc1)的数目而增大装置尺寸，从而使得可以防止第一输出端子Tp1和第二输出端子Tp2在树脂密封部分10外部短路，由此使得SSR1的安全使用可行。
另外，由于第一控制端子Tc1和第一输出端子Tp1具有近似相同的电势，所以可以使第一控制端子Tc1与第一输出端子Tp1之间的距离d2比第一输出端子Tp1与第二输出端子Tp2之间的距离d1小。换言之，当引到外部作为引线端子的第一控制端子Tc1的数目增加时，由于能够最小化SSR1的外部形状的扩大，所以SSR1的小型化是可行的。
第七实施例
图7是侧视图，示出根据本发明第七实施例的SSR的输出侧引线架的引线端子的端子宽度。
在本实施例中，在各端子从树脂密封部分10引出的位置处，第一控制端子Tc1的端子宽度w2和第一输出端子Tp1的端子宽度w3制得比第二输出端子Tp2的端子宽度w1(通常设定的端子宽度w1)小。换言之，通过使相邻设置的第一控制端子Tc1的端子宽度w2和第一输出端子Tp1的端子宽度w3小于其它引线端子的端子宽度w1，使得当第一控制端子Tc1的数目增加时，由于能够最小化SSR1的外部形状的扩大，所以SSR1的小型化是可行的。当然，端子宽度w2和端子宽度w3可具有相同宽度。
第八实施例
图8是说明图，示出如何设置安装部分用于将保护元件安装到根据本发明第八实施例的SSR以及如何安装外部连接的保护元件。图8(A)是SSR的局部平面图，图8(B)是包括在图8(A)中箭头B-B方向上的部分横截面的侧视图。
在本实施例中，用于安装(连接)外部连接的保护元件的安装部分13形成在第一控制端子Tc1上，用于安装(连接)外部连接的保护元件的安装部分14形成在第一输出端子Tp1上。安装部分13和14能够通过将作为引线端子的第一控制端子Tc1和第一输出端子Tp1适当地弯成凹形而容易地形成。通过使安装部分13和14成为适合于作为外部连接的保护元件(例如贴片电阻器(chip resistor))的外部连接的电阻器R1的尺寸的形状，外部连接的电阻器R1能够容易地定位和连接。通过例如焊接，外部连接的电阻器R1的端子R1a连接到第一控制端子Tc1(安装部分13)，端子R1b连接到第一输出端子Tp1(安装部分14)。
在第一控制端子Tc1与第一输出端子Tp1之间连接外部连接的电阻器R1消除了在SSR1安装于其上的布线基板(未示出)上形成布线图案以连接外部连接的电阻器R1的需要，由此实现易于制造且不昂贵的布线基板。
安装部分13和14的凹形使得能够抑制安装高度H1等于或低于树脂密封部分10的高度H2，即使贴片电阻器(外部连接的电阻器R1)的厚度较大。
第九实施例
图9是方块图，示出根据本发明第九实施例的电子装置的主要部件块。
电子装置20具有作为主要部件块的电源部分21和功能部分22，功能部分22执行预定的功能操作，从电源部分21接收功率供应。功率从商业交流电源AC经SSR1供应到电源部分21。SSR1能够通过连接到阳极端子Ta和阴极端子Tk的控制部分23适当地导通和关断，使得能够调节供应到电源21的功率。第一输出端子Tp1连接到商业交流电源AC的一条电源线，外部连接的保护电阻器R1连接在第一控制端子Tc1与第一输出端子Tp1之间。第二输出端子Tp2连接到电源部分21并提供负载电流Ip，负载电流Ip以适当的定时导通和关断。
由于安装根据第一至第八实施例的SSR1使得能够防止由叠加在商业交流电源AC上进入的电流或电压浪涌引起的SSR1的浪涌击穿，所以根据本实施例的电子装置是高度可靠的电子装置，其以稳定方式运行。注意，根据第一至第八实施例的SSR 1不限于一个，而可以是两个或更多。
本发明可包括很多其它实施例而不偏离其精神或主要特性。因此，所描述的实施例仅是简单示例，不能以限制的方式进行解释。本发明的范围由权利要求的范围表示，而不能以任何方式由说明书限制。另外，与权利要求范围相当的范围内的所有变化和修改都在本发明的范围之内。
本发明要求2005年1月12曰在日本提交的专利申请No.2005-005375的优先权，在此引用其全部内容作为参考。

Claims (14)

1.一种固态继电器，包括：
发光元件，其安装在输入侧引线架上；
光接收元件，其安装在输出侧引线架上且接收来自所述发光元件的光；
负载控制功率元件，其安装在所述输出侧引线架上且由所述光接收元件驱动；以及
树脂密封部分，其模塑所述发光元件、所述光接收元件、以及所述负载控制功率元件，
其中所述光接收元件的第一电极连接到第一控制端子，所述负载控制功率元件的第一电极连接到第一输出端子，所述负载控制功率元件的第二电极连接到第二输出端子，且所述光接收元件的第二电极连接到所述负载控制功率元件的栅极电极；且
所述第一控制端子、所述第一输出端子、以及所述第二输出端子每个单独地引出到所述树脂密封部分的外面作为引线端子。
2.如权利要求1所述的固态继电器，其中外部连接的保护元件在所述树脂密封部分外连接在所述第一控制端子与所述第一输出端子之间。
3.如权利要求1所述的固态继电器，其中所述第一控制端子和所述第一输出端子在所述树脂密封部分外经桥接部分互连。
4.如权利要求1所述的固态继电器，其中内置保护元件在所述树脂密封部分内连接在所述光接收元件的所述第一电极与所述负载控制功率元件的所述第一电极之间。
5.如权利要求1所述的固态继电器，其中所述光接收元件的所述第二电极连接到所述第二控制端子，且所述第二控制端子单独地引出到所述树脂密封部分外面作为引线端子。
6.如权利要求1所述的固态继电器，其中所述第一输出端子设置在所述第一控制端子与所述第二输出端子之间。
7.如权利要求1所述的固态继电器，其中所述第一控制端子与所述第一输出端子之间的距离小于所述第一输出端子与所述第二输出端子之间的距离。
8.如权利要求1所述的固态继电器，其中所述第一控制端子和所述第一输出端子的端子宽度比其它引线端子的端子宽度窄。
9.如权利要求1所述的固态继电器，其中所述第一控制端子和所述第一输出端子提供有安装部分，该安装部分用于在所述树脂密封部分外安装外部连接的保护元件。
10.如权利要求1所述的固态继电器，其中所述输入侧引线架和所述输出侧引线架彼此面对地设置。
11.如权利要求1所述的固态继电器，其中所述树脂密封部分使得所述输入侧引线架和所述输出侧引线架被以树脂密封为双列直插封装。
12.如权利要求1所述的固态继电器，其中所述发光元件是发光二极管，所述光接收元件是光三端双向可控硅开关，所述负载控制功率元件是三端双向可控硅开关。
13.一种电子装置，其中安装有根据权利要求1至12中的任一项的固态继电器。
14.一种用于制造固态继电器的方法，该固态继电器包括：
发光元件，其安装在输入侧引线架上；
光接收元件，其安装在输出侧引线架上且接收来自所述发光元件的光；
负载控制功率元件，其安装在所述输出侧引线架上且由所述光接收元件驱动；以及
树脂密封部分，其模塑所述发光元件、所述光接收元件、以及所述负载控制功率元件，
其中所述光接收元件的第一电极连接到第一控制端子，所述负载控制功率元件的第一电极连接到第一输出端子，所述负载控制功率元件的第二电极连接到第二输出端子，所述光接收元件的第二电极连接到所述负载控制功率元件的栅极电极，所述第一控制端子、所述第一输出端子、以及所述第二输出端子每个单独地引出到所述树脂密封部分外面作为引线端子；
该方法包括：
安装所述发光元件到所述输入侧引线架上，安装所述光接收元件和所述负载控制功率元件到所述输出侧引线架上的步骤，其中所述第一控制端子和所述第一输出端子在所述树脂密封部分外经桥接部分互连；
以树脂密封所述发光元件、所述光接收元件、以及所述负载控制功率元件的步骤；
切割所述桥接部分的步骤；以及
在所述第一控制端子与所述第一输出端子之间连接外部连接的保护元件的步骤。
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