CN208336093U - 一种无金属底板的新型固态继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无金属底板的新型固态继电器，包括电极、微电子电路、功率器件，所述电极、微电子电路、功率器件依次相互连接，还包括DBC陶瓷基片，所述DBC陶瓷基片设置于功率器件的下端面，并作为功率器件的承载体。通过本实用新型，以解决现有技术存在的以解决现有技术存在的有金属底板的固态继电器散热效率低，绝缘耐压性能差的问题。

Description

一种无金属底板的新型固态继电器

技术领域

本实用新型涉及一种固态继电器，具体涉及一种无金属底板的新型固态继电器。

背景技术

固态继电器是一种由微电子电路、分立电子器件、电力电子功率器件组成的无触点电子开关，广泛应用于电路控制中；由于使用过程中会产生很大的热量，因此保证其散热是固态继电器长期使用过程中需要高度重视的环节，传统的固态继电器散热方式是将固态器件安装在散热器上，功率大一些的固态继电器还在散热器一端或两端加装风扇，即便如此，它只是通过外部因素解决了部分的散热问题，依然难以解决固态继电器因长时间工作而引起内部芯片高温受损的影响，进而影响固态继电器的使用寿命。

如图1所示，固态继电器包括有电极1、微电子电路2、功率器件3，现有的固态继电器都使用氧化铝陶瓷片5作为电力电子功率器件的承载体，并在氧化铝陶瓷片下铺设金属底板6，进行散热，但该结构具有以下缺点：氧化铝陶瓷片导热系数小，且金属底板的存在增加了导热环节，降低了热阻，不利于固态继电器的散热，散热效率低；氧化铝陶瓷片绝缘耐压性能差，使得在电力电子功率器件与金属底板的绝缘隔离性能方面表现较差。

DCB是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝(AL2Q3)或氮化铝(ALN)陶瓷基片表面(单面或双面)上的特殊工艺方法。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有很大的载流能力。因此，DCB基板已成为大功率电力电子电路结构技术和互连技术的基础材料，也是本世纪封装技术发展方向“chip-on-board”技术的基础。DCB技术是一种金属陶瓷键合的新方法，提高了金属层的导电性能和承受大电流的能力，减小金属层与陶瓷间的接触热阻，且工艺不复杂。DCB技术应用到继电器等电子器件领域，为电力电子器件的发展开创了新趋势。

实用新型内容

本实用新型提供一种无金属底板的新型固态继电器，以解决现有技术存在的有金属底板的固态继电器散热效率低，绝缘耐压性能差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种无金属底板的新型固态继电器，包括电极、微电子电路、功率器件，所述电极、微电子电路、功率器件依次相互连接，还包括DBC陶瓷基片，所述DBC陶瓷基片设置于功率器件的下方，并作为功率器件的承载体。

所述电极包括两个用于电流输人或导出的铜引脚，所述两个铜引脚分别垂直固定于DBC陶瓷基片上。

所述DBC陶瓷基片为DBC覆铜陶瓷基板。

所述DBC陶瓷基片包括金属层和覆盖所述金属层的陶瓷层。

所述金属层厚度为0.1毫米～0.4毫米。

所述DBC陶瓷基片的绝缘耐压标称值大于等于3000VAC。

本实用新型带来的有益效果：本实用新型的无金属底板固态继电器，采用DBC陶瓷基片，导热系数大幅度提高，同时去除了金属底板，减少了导热环节，降低了热阻，更大程度提高了散热效率，散热效果良好，有效提高固态继电器使用寿命；DBC陶瓷基片的绝缘耐压性能优良，使得在电力电子功率器件与金属底板的绝缘隔离性能方面有了很大程度的提升。

附图说明

图1是现有的固态继电器的的结构示意图。

图2是本实用新型的无金属底板的新型固态继电器的结构示意图。

其中，1-电极，2-微电子电路，3-功率器件，4-DBC陶瓷基片，5-氧化铝陶瓷片，6-金属底板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步地详细说明。

图1是现有的固态继电器的的结构示意图。

图2是本实用新型的无金属底板的新型固态继电器的结构示意图。

如图2所示，本实用新型提供一种无金属底板的新型固态继电器，包括电极1、微电子电路2、功率器件3，所述电极1、微电子电路2、功率器件3依次相互连接，还包括DBC陶瓷基片4，所述DBC陶瓷基片4设置于功率器件的下端面，并作为功率器件3的承载体。

进一步来说，所述电极1包括两个用于电流输人或导出的铜引脚，所述两个铜引脚分别垂直固定于DBC陶瓷基片4上。所述DBC陶瓷基片4为DBC覆铜陶瓷基板。所述DBC陶瓷基片4包括金属层和覆盖所述金属层的陶瓷层。所述金属层厚度为0.1毫米～0.4毫米。

所述DBC陶瓷基片4的绝缘耐压标称值大于等于3000VAC。

在本实施例中，本实用新型的无金属底板固态继电器选用的金属化DBC板，其导热系数比氧化铝陶瓷片提高20倍以上，再者由于使用了DBC陶瓷基片作为电力电子器件的承载体，其优良的抗剪切性能，省去了传统固态继电器的金属底板，减少了导热环节，降低了热阻，更加有利于固态继电器的散热。

本实用新型的无金属底板固态继电器，与传统的固态继电器相比，选用最新技术的DBC陶瓷基片取代了传统的氧化铝陶瓷基片，DBC陶瓷基片的绝缘性能远优于氧化铝陶瓷基片，通常固态继电器所使用的氧化铝陶瓷基片绝缘耐压标称值为2500VAC，而绝缘耐压标称值至少可以达到3000VAC以上，因此本实用新型的无金属底板固态继电器的绝缘耐压性能得以很大程度的提高，在电力电子功率器件与金属底板的绝缘隔离性能方面有了很大程度的提升。

综上所述，本实用新型的无金属底板固态继电器，采用DBC陶瓷基片，导热系数大幅度提高，同时去除了金属底板，减少了导热环节，降低了热阻，更大程度提高了散热效率，散热效果良好，有效提高固态继电器使用寿命；DBC陶瓷基片的绝缘耐压性能优良，使得在电力电子功率器件与金属底板的绝缘隔离性能方面有了很大程度的提升。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种无金属底板的新型固态继电器，包括电极(1)、微电子电路(2)、功率器件(3)，所述电极(1)、微电子电路(2)、功率器件(3)依次相互连接，其特征在于，还包括DBC陶瓷基片(4)，所述DBC陶瓷基片(4)设置于功率器件的下方，并作为功率器件(3)的承载体。

2.如权利要求1所述的无金属底板的新型固态继电器，其特征在于，所述电极(1)包括两个用于电流输人或导出的铜引脚，所述两个铜引脚分别垂直固定于DBC陶瓷基片(4)上。

3.如权利要求1所述的无金属底板的新型固态继电器，其特征在于，所述DBC陶瓷基片(4)为DBC覆铜陶瓷基板。

4.如权利要求1-3中任一项所述的无金属底板的新型固态继电器，其特征在于，所述DBC陶瓷基片(4)包括金属层和覆盖所述金属层的陶瓷层。

5.如权利要求4所述的无金属底板的新型固态继电器，其特征在于，所述金属层厚度为0.1毫米～0.4毫米。

6.如权利要求1所述的无金属底板的新型固态继电器，其特征在于，所述DBC陶瓷基片(4)的绝缘耐压标称值大于等于3000VAC。