CN210245421U - 一种错层结构的2类固体继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种错层结构的2类固体继电器，包括上层印制板、下层散热底板、陶瓷基板、导流柱、4根引出杆、输入控制电路和输出功率电路。其中输入控制电路均包括输入前级厚膜电路、磁隔离器和输入后级厚膜电路。本实用新型通过对固体继电器的分布进行合理优化设计，输入前级厚膜电路与输入后级厚膜电路分别设置在上层印制板的正反面，使得两块厚膜电路板形成物理隔离；同时，将输入控制电路设置上层印制板上，而输出功率电路设置在下层散热底板上，且两者通过导流柱实现输入控制电路对输出功率电路的电气控制，从而形成了有效的隔离，避免出现电气干涉现象。

Description

一种错层结构的2类固体继电器

技术领域

本实用新型涉及固体继电器技术领域，具体涉及一种错层结构的2类固体继电器。

背景技术

随着电子行业的发展，固体继电器的集成化要求越来越高。为实现小型化的要求，越来越多的固体继电器采用2类双层结构。然而，目前2类双层结构结构的固体继电器存在以下不足：首先，各电路功能组件在上层与下层的分布与设计不合理，这样不同层之间容易出现干涉问题，而且空间利用率不高，难以满足器件的小型化要求；其次，输入电路功能组件与输出电路功能组件之间仅考虑绝缘电阻性能要求，而不考虑介质耐电压性能要求，从而导致介质耐电压性能较差；再者，各电路功能组件仅通过导热胶粘接在上层或下层基板上，电路功能组件与基本的结合力不强，这不仅导致电路功能组件需要进行电气的二次互联，而且影响电路功能组件的热导散热率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是现有固体继电器的双层结构设计不合理的问题，提供一种错层结构的2类固体继电器。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种错层结构的2类固体继电器，包括输入前级厚膜电路、磁隔离器、输入后级厚膜电路和输出功率电路；其不同之处是，还进一步包括上层印制板、下层散热底板、陶瓷基板、导流柱和4根引出杆组成；上层印制板上开设有隔离通孔、导流通孔和4个上层引出通孔；输入前级厚膜电路通过焊接方式固定在上层印制板的上表面，并实现两者的电气连接；输入后级厚膜电路通过焊接方式固定在上层印制板的下表面，并实现两者的电气连接；输入前级厚膜电路和输入后级厚膜电路在上层印制板的上下表面镜像相对；磁隔离器嵌设在隔离通孔中，且磁隔离器分别经由上层印制板与输入前级厚膜电路和输入后级厚膜电路实现电气连接；下层散热底板上开设有陶瓷沉孔和4个下层引出通孔；陶瓷基板的上下表面均覆铜，且陶瓷基板上开设有2个陶瓷引出通孔；陶瓷基板嵌入到陶瓷沉孔内，且陶瓷基板上的2个陶瓷引出通孔与下层散热底板上的2个下层引出通孔分别相对；陶瓷基板的下表面与该陶瓷沉孔的底面通过焊接方式相贴；输出功率电路通过焊接方式固定在陶瓷基板的上表面，并实现两者的电气连接；导流柱的上端穿过导流通孔与上层印制板电气连接，导流柱的下端与陶瓷基板的上表面电气连接，以实现输入控制电路对输出功率电路的电气控制；4根引出杆分别绝缘地固定在下层散热底板的4个下层引出通孔中；其中2根引出杆的上端从下层散热底板的上表面穿出后，并通过其中1个上层引出通孔与上层印制板电气连接；另外2根引出杆的上端从下层散热底板的上表面穿出后，通过2个陶瓷引出通孔与陶瓷基板电气连接，并通过2个上层引出通孔与上层印制板电气连接；4根引出杆的下端均从下层散热底板的下表面引出。

上述方案中，4根引出杆各通过1个绝缘片与下层散热底板实现绝缘固定。

上述方案中，2根引出杆各通过1个过渡片与陶瓷基板实现电气连接。

上述方案中，输入前级厚膜电路和输入后级厚膜电路通过回流焊的方式固定在上层印制板上。

上述方案中，输出功率电路通过共晶焊的方式固定在陶瓷基板上。

上述方案中，上层印制板上的磁隔离器与下层散热底板上的陶瓷基板在垂直方向上错位设置。

上述方案中，陶瓷基板的上表面覆铜的厚度大于陶瓷基板的下表面覆铜的厚度。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：

1、对固体继电器的分布进行合理优化设计，输入前级厚膜电路与输入后级厚膜电路分别设置在上层印制板的正反面，使得两块厚膜电路板形成物理隔离；同时，将输入控制电路设置上层印制板上，而输出功率电路设置在下层散热底板上，且两者通过导流柱实现输入控制电路对输出功率电路的电气控制，从而形成了有效的隔离，避免出现电气干涉现象；

2、上层印制板和下层散热底板上的通孔和沉孔设计，以及下层散热底板上的陶瓷基板与上层印制板上的磁隔离器在垂直方向上错位设置，能够有效降低产品的高度，并充分利用了内部空间，从而提高了产品集成度，实现了产品的小型化设计；

3、输入控制电路与上层印制板之间，以及输出功率电路与下层散热底板之间，通过焊接方式实现电气互联，不仅减少了互联焊接的步骤，而且提升了零件、组件之间的结合力，解决了由于胶在高温下结合力降低的问题；

4、双面覆铜的陶瓷基板不仅能够增强过载电流能力，而且能够减少热阻增加散热传导效率。

附图说明

图1为一种错层结构的2类固体继电器的立体结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为上层印制板的结构示意图。

图4为下层散热底板的结构示意图。

图5为陶瓷基板的结构示意图。

图中标号：1、输入前级厚膜电路；2、磁隔离器；3、输入后级厚膜电路；4、输出功率电路；5、上层印制板；51、隔离通孔；52、导流通孔；53、上层引出通孔；6、下层散热底板；61、陶瓷沉孔；62、下层引出通孔；7、陶瓷基板；71、陶瓷引出通孔；8、导流柱；9、引出杆；10、绝缘片；11、过渡片。

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明白，以下结合具体实例，对本实用新型进一步详细说明。需要说明的是，实例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“中”、“左”“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向仅是用来说明并非用来限制本实用新型的保护范围。

参见图1-2，一种错层结构的2类固体继电器，主要由继电器电路、上层印制板路5、下层散热底板6、陶瓷基板7、导流柱8和4根引出杆9组成。继电器电路的电路原理结构与现有技术相同，主要由输入前级厚膜电路1、磁隔离器2、输入后级厚膜电路3和输出功率电路4组成。其中输入前级厚膜电路1、磁隔离器2、输入后级厚膜电路3构成输入控制电路。

上层印制板路5上开设有隔离通孔51、导流通孔52和4个上层引出通孔53，如图3所示。输入前级厚膜电路1和输入后级厚膜电路3均采用双面电路设计，其上下表面电路之间通过金属化通孔实现电气互联。输入前级厚膜电路1通过焊接方式固定在上层印制板路5的上表面，并通过设置在输入前级厚膜电路1下表面的钯银焊盘与上层印制板路5的上表面实现两者的电气连接。输入后级厚膜电路3通过焊接方式固定在上层印制板路5的下表面，并通过设置在输入后级厚膜电路3上表面的钯银焊盘与上层印制板路5的下表面实现两者的电气连接。在本实用新型优选实施例中，输入前级厚膜电路1和输入后级厚膜电路3通过回流焊的方式分别一次性完成与上层印制板路5的固定和电气互联，焊接固定方式能够有效提高产品的结合力，增强耐力学环境性能指标，并且减少了二次连接的步骤。输入前级厚膜电路1和输入后级厚膜电路3在上层印制板路5的上下表面镜像相对。磁隔离器2嵌设在隔离通孔51中，从而能够有效降低高度。磁隔离器2的初级采用绝缘皮线绕制，能够增强输入对输出介质耐电压性能。磁隔离器2分别经由上层印制板路5与输入前级厚膜电路1和输入后级厚膜电路3实现电气连接。

下层散热底板6上开设有陶瓷沉孔61和4个下层引出通孔62，如图4所示。陶瓷基板7的上下表面均覆铜，陶瓷基板7的上表面覆铜的目的是作为过载电流使用，陶瓷基板7的下表面覆铜的目的是作为固定和散热使用。为提高产品的过载电流能力和提高散热效率，陶瓷基板7的上表面覆铜的厚度应大于陶瓷基板7的下表面覆铜的厚度。陶瓷基板7上开设有2个陶瓷引出通孔71，如图5所示。陶瓷基板7嵌入到陶瓷沉孔61内，这样可以降低产品的高度，减少热阻，增强散热效率。陶瓷基板7上的2个陶瓷引出通孔71与下层散热底板6上的2个下层引出通孔62分别相对。陶瓷基板7的下表面与该陶瓷沉孔61的底面通过焊接方式相贴，这样减少热阻，提高热传导的效率。陶瓷基板7作为输出功率电路4的承载零件，输出功率电路4通过焊接方式固定在陶瓷基板7的上表面，并实现两者的电气连接。在本实用新型优选实施例中，输出功率电路4通过共晶焊的方式固定在陶瓷基板7上，并通过键合形成电气互联。下层散热底板6上的陶瓷基板7与上层印制板路5上的磁隔离器2在垂直方向上错位设置，从而能够有效利用产品内部空间。

由于本实用新型的输入控制电路设置上层印制板路5上，而输出功率电路4设置在下层散热底板6上，从而形成了有效的隔离。导流柱8的上端穿过导流通孔52与上层印制板路5电气连接，导流柱8的下端与陶瓷基板7的上表面电气连接，以实现输入控制电路对输出功率电路4的电气控制。

4根引出杆9分别绝缘地固定在下层散热底板6的4个下层引出通孔62中，以形成底座组件。在本实用新型优选实施例中，4根引出杆9各通过1个绝缘片10与下层散热底板6实现绝缘固定。由于绝缘片10的存在，引出杆9和下层散热底板6能实现良好的绝缘耐压特性。其中2根引出杆9即输入引出杆9的上端从下层散热底板6的上表面穿出后，并通过其中1个上层引出通孔53与上层印制板路5电气连接。另外2根引出杆9即输出引出杆9的上端从下层散热底板6的上表面穿出后，通过2个陶瓷引出通孔71与陶瓷基板7电气连接，并通过2个上层引出通孔53与上层印制板路5电气连接。在本实用新型优选实施例中，2根引出杆9各通过1个过渡片11与陶瓷基板7实现电气连接。过渡片11套入在引出杆9上，并安放在陶瓷基板7的上表面，从而可以有效加强输出功率电路4与引出杆9的连接可靠性。4根引出杆9的下端均从下层散热底板6的下表面引出。最后，通过激光焊与外壳进行密封，形成继电器。

需要说明的是，上述实施例仅描述了1组继电器电路的情形，实际上本实用新型还可以在上层印制板路5和下层散热底板6同时设置2组以上继电器电路。此时，上层印制板路5上所开设的隔离通孔51、导流通孔52和4个上层引出通孔53均需要相应地成倍增加，同时下层散热底板6上开设有陶瓷沉孔61和4个下层引出通孔62也均需要相应地成倍增加，此外，陶瓷基板7的数量也需要相应地成倍增加。在图1-5所示的本实用新型实施例中，实际上是设置有4组继电器电路的情形。

尽管以上本实用新型所述的实施例是说明性的，但这并非是对本实用新型的限制，因此本实用新型并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本实用新型原理的情况下，凡是本领域技术人员在本实用新型的启示下获得的其它实施方式，均视为在本实用新型的保护之内。

Claims (7)

1.一种错层结构的2类固体继电器，包括输入前级厚膜电路(1)、磁隔离器(2)、输入后级厚膜电路(3)和输出功率电路(4)；

其特征是，还进一步包括上层印制板路(5)、下层散热底板(6)、陶瓷基板(7)、导流柱(8)和4根引出杆(9)组成；

上层印制板路(5)上开设有隔离通孔(51)、导流通孔(52)和4个上层引出通孔(53)；输入前级厚膜电路(1)通过焊接方式固定在上层印制板路(5)的上表面，并实现两者的电气连接；输入后级厚膜电路(3)通过焊接方式固定在上层印制板路(5)的下表面，并实现两者的电气连接；输入前级厚膜电路(1)和输入后级厚膜电路(3)在上层印制板路(5)的上下表面镜像相对；磁隔离器(2)嵌设在隔离通孔(51)中，且磁隔离器(2)分别经由上层印制板路(5)与输入前级厚膜电路(1)和输入后级厚膜电路(3)实现电气连接；

下层散热底板(6)上开设有陶瓷沉孔(61)和4个下层引出通孔(62)；陶瓷基板(7)的上下表面均覆铜，且陶瓷基板(7)上开设有2个陶瓷引出通孔(71)；陶瓷基板(7)嵌入到陶瓷沉孔(61)内，且陶瓷基板(7)上的2个陶瓷引出通孔(71)与下层散热底板(6)上的2个下层引出通孔(62)分别相对；陶瓷基板(7)的下表面与该陶瓷沉孔(61)的底面通过焊接方式相贴；输出功率电路(4)通过焊接方式固定在陶瓷基板(7)的上表面，并实现两者的电气连接；

导流柱(8)的上端穿过导流通孔(52)与上层印制板路(5)电气连接，导流柱(8)的下端与陶瓷基板(7)的上表面电气连接，以实现输入控制电路对输出功率电路(4)的电气控制；

4根引出杆(9)分别绝缘地固定在下层散热底板(6)的4个下层引出通孔(62)中；其中2根引出杆(9)的上端从下层散热底板(6)的上表面穿出后，并通过其中1个上层引出通孔(53)与上层印制板路(5)电气连接；另外2根引出杆(9)的上端从下层散热底板(6)的上表面穿出后，通过2个陶瓷引出通孔(71)与陶瓷基板(7)电气连接，并通过2个上层引出通孔(53)与上层印制板路(5)电气连接；4根引出杆(9)的下端均从下层散热底板(6)的下表面引出。

2.根据权利要求1所述的一种错层结构的2类固体继电器，其特征是，4根引出杆(9)各通过1个绝缘片(10)与下层散热底板(6)实现绝缘固定。

3.根据权利要求1所述的一种错层结构的2类固体继电器，其特征是，2根引出杆(9)各通过1个过渡片(11)与陶瓷基板(7)实现电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种错层结构的2类固体继电器，其特征是，输入前级厚膜电路(1)和输入后级厚膜电路(3)通过回流焊的方式固定在上层印制板路(5)上。

5.根据权利要求1所述的一种错层结构的2类固体继电器，其特征是，输出功率电路(4)通过共晶焊的方式固定在陶瓷基板(7)上。

6.根据权利要求1所述的一种错层结构的2类固体继电器，其特征是，上层印制板路(5)上的磁隔离器(2)与下层散热底板(6)上的陶瓷基板(7)在垂直方向上错位设置。

7.根据权利要求1所述的一种错层结构的2类固体继电器，其特征是，陶瓷基板(7)的上表面覆铜的厚度大于陶瓷基板(7)的下表面覆铜的厚度。

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