金属表贴固体继电器结构

技术领域

本发明涉及电子控制元器件，具体为一种金属表贴固体继电器结构。

背景技术

固体继电器外壳材料主要有金属、陶瓷和塑料材料。

金属材料主要用于军用固体继电器的外壳，安装方式设计为直插式或附加安装耳进行安装；陶瓷材料多用于军用和工业用固体继电器的外壳，安装方式可设计为直插式和表贴式；塑料材料则多用于工业或商业用固体继电器的外壳，安装方式可设计为直插式和表贴式。

上述设计方式存在以下不足之处：

1、金属外壳直插式或附加安装耳进行安装，一方面占用空间太大，不利于系统的小型化设计；另一方面是难以实现自动化焊接，生产效率低。

2、陶瓷材料通常与金属材料结合后制作成为继电器壳体，但由于加工工艺复杂，加工难度大，不利于大功率器件散热，因此应用较少。

3、塑料材料温度适应性差，且无法满足密封性要求，在军用领域应用非常少。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种能够满足表面贴装工艺的金属表贴固体继电器结构。

能够解决上述技术问题的金属表贴固体继电器结构，其技术方案包括将功率输出部件、连接部件和输入驱动部件封装于其内的金属壳体部件(起到绝缘和密封作用)，所不同的是：

1、所述金属壳体部件包括壳座、盖板和左、右电极杆组，所述盖板盖合于壳座的座腔口并通过熔焊工艺与壳座焊接为一体，左、右电极杆组分别于壳座的左、右侧引出，左、右电极杆组中的各电极杆与壳座之间均采用玻璃烧结工艺密封引出孔。

2各电极杆组包括前、后等距间隔设置且引出端高、低错位的电极杆Ⅰ和电极杆Ⅱ，各电极杆Ⅰ的引出端处于同一高度上的高位，各电极杆Ⅱ的引出端处于同一高度上的低位，各电极杆Ⅰ、各电极杆Ⅱ的表贴端低于壳座的底部。

所述功率输出部件的一种结构包括基板Ⅱ和功率场效应管，所述基板Ⅱ为通过下层铜面焊接于壳座的座腔一侧底部的双面陶瓷覆铜板，所述功率场效应管焊接于双面陶瓷覆铜板的上层铜面，同侧的各电极杆Ⅱ的引出端焊接在双面陶瓷覆铜板的上层铜面上。

所述连接部件的一种结构包括基板Ⅰ和导流片Ⅰ、导流片Ⅱ、导流片Ⅲ、导流片Ⅳ，所述基板Ⅰ为通过下层铜面焊接于壳座的座腔另一侧底部上的双面陶瓷覆铜条，同侧的各电极杆Ⅱ的引出端焊接于双面陶瓷覆铜条的上层铜面上，与同侧各电极杆一一对位的导流片Ⅲ竖直焊接在双面陶瓷覆铜条的上层铜面上并分别焊接于对应的电极杆，与同侧各电极杆I一一对位的导流片Ⅳ竖直焊接在双面陶瓷覆铜板的上层铜面上，与同侧各电极杆Ⅱ对位的导流片Ⅰ水平设于功率场效应管上，各导流片Ⅰ的一端焊接于功率场效应管，各导流片Ⅰ的另一端与对位的电极杆Ⅱ焊接，与各导流片Ⅳ对位的导流片Ⅱ焊接在双面陶瓷覆铜板的上层铜面上。

所述输入驱动部件包括输入驱动电路和印制板，所述输入驱动电路中的各表贴电器元件焊接在印制板上，所述印制板由导流片Ⅲ和导流片Ⅳ支撑安装且导流片Ⅱ、导流片Ⅲ、导流片Ⅳ均与输入驱动电路连接。

于军事上的运用，所述壳座与各电极杆之间的绝缘性能至少为1000MΩ(500Vd.c.)，壳座内部的密封性能至少为1×10

本发明的有益效果：

1、本发明金属表贴固体继电器结构中，金属壳座温度适应性好，加工性能好。

2、本发明结构中，输入驱动部件采用导流片支撑，可靠性高。

3、本发明结构中，各电极杆I均不受输入驱动部件的重力，有利于玻璃烧结密封性能的保持。

4、本发明结构中，安装方式满足表面贴装要求，适应自动化生产。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的主视图。

图2为图1实施方式的俯视图。

图3为图1实施方式的侧视图。

图4为图1实施方式的内部结构图。

图5为图4的俯视图(去出输入驱动部件)。

图号标识：1、壳座；1-1、引出孔；2、电极杆I；3、电极杆Ⅱ；4、盖板；5、基板Ⅱ；6、功率场效应管；7、基板Ⅰ；8、导流片Ⅰ；9、导流片Ⅱ；10、导流片Ⅲ；11、导流片Ⅳ；12、印制板；13、电器元件。

具体实施方式

下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明金属表贴固体继电器结构，包括将功率输出部件、连接部件和输入驱动部件封装于其内的金属壳体部件，所述功率输出部件的作用在于接收栅—源开启电压后导通漏—源极，使固体继电器的输出端导通，所述连接部件的作用在于承载输入驱动部件并连接输入驱动部件与功率输出部件，所述输入驱动部件的作用为接收控制信号，输出栅—源开启电压。

所述金属壳体部件包括金属压铸的壳座1、薄形盖板4和左、右电极杆组，所述盖板4封盖于壳座1的座腔上口并通过熔焊工艺与壳座焊接为一体，所述壳座1的左、右侧座体上对称开设有八个前、后向等距间隔且高、低错位的引出孔1-1(间隔距离等于错位高度)，各侧的八个引出孔1-1中，四个引出孔1-1处于同一高度上的低位，四个引出孔1-1处于同一高度上的高位；各电极杆组中包括对位于四个低位引出孔1-1的Z型电极杆II3和对位于四个高位引出孔1-1的Z型电极杆I2，各电极杆的水平上端(引出端)同轴伸入对应的引出孔1-1中并采用玻璃烧结工艺密封引出孔1-1与电极杆之间的空隙，各电极杆的水平下端的底部约低于壳座1的底部，保证固体继电器安装时电极杆与印制电路板焊盘能够贴紧；左、右电极杆Ⅰ2作为固体继电器的输入负端和输出负端，左、右电极杆Ⅱ3作为固体继电器的输入正端和输出正端。如图1、图2、图3所示。

所述功率输出部件包括基板Ⅱ5和功率场效应管6，所述基板Ⅱ5为双面陶瓷覆铜板，所述双面陶瓷覆铜板置于壳座1的座腔右侧底部，双面陶瓷覆铜板通过下层铜面与座腔底部焊接，双面陶瓷覆铜板的上层铜面平齐于右侧电极杆组中的四个电极杆Ⅱ3的引出端底部，四个电极杆Ⅱ3搭接于双面陶瓷覆铜板上层铜面的右部并与之焊接在一起，所述功率场效应管6置于双面陶瓷覆铜板的上层铜面并与之焊接，如图4、图5所示。

所述连接部件包括基板Ⅰ7和导流片Ⅰ8、导流片Ⅱ9、导流片Ⅲ10、导流片Ⅳ11，所述基板Ⅰ7为双面陶瓷覆铜条，前、后向的双面陶瓷覆铜条置于壳座1的座腔左侧底部，双面陶瓷覆铜条通过下层铜面与座腔底部焊接，双面陶瓷覆铜条的上层铜面平齐于左侧电极杆组中的四个电极杆Ⅱ3的引出端底部，四个电极杆Ⅱ3搭接于双面陶瓷覆铜条的上层铜面上并与之焊接在一起；八片竖直的导流片Ⅲ10(分别对位于左侧电极杆组中的八个电极杆)焊接于双面陶瓷覆铜条的上层铜面上，八片导流片Ⅲ10分别与对应的电极杆焊接；四片竖直的导流片Ⅳ11(分别对位于右侧电极杆组中的四个电极杆I2)焊接于双面陶瓷覆铜板的上层铜面右侧，四片导流片Ⅳ11分别焊接于对应的电极杆I2上，四片水平的L型导流片Ⅰ8(分别对位于四片导流片Ⅳ11)置于功率场效应管6上，各导流片Ⅰ8的一端焊接功率场效应管6的源极，各导流片Ⅰ8的另一端焊接对应的导流片Ⅳ11；四根竖直的导流片Ⅱ9(分别对位于右侧电极杆组中的四个电极杆II3)焊接于双面陶瓷覆铜板的上层铜面左侧，各导流片Ⅱ9通过双面陶瓷覆铜板的上层铜面连接功率场效应管6的栅极；双面陶瓷覆铜板的上层铜面的图形根据功率场效应管6和导流片Ⅱ9、导流片Ⅳ11的焊接位置进行设计，如图4、图5所示。

所述输入驱动部件包括输入驱动电路和印制板12，所述输入驱动电路中的各表贴电器元件13焊接在印制板12上，所述印制板12支撑安装于导流片Ⅲ10和导流片Ⅳ11上，各导流片Ⅲ10和各导流片Ⅳ11的上端均穿过印制板12并与输入驱动电路焊接，各导流片Ⅳ11将栅极启动电压的负端引致功率场效应管6的源极，四根导流片Ⅱ9的上端同样穿过印制板12并与输入驱动电路焊接而将栅极启动电压的正端引致功率场效应管6的栅极，如图4、图5所示。