功率继电器为什么要采用陶瓷基板

当今功率继电器采用陶瓷基板，可提供隔离和极低的热结至外壳阻抗，使用这些器件成为高负载电流开关应用的理想选择，尤其是当器件被夹在散热器。

1 --> 大多数固态继电器使用的“标准”技术制造商，利用传统的陶瓷基板和阴极称为“跳线”的连接：

请参见下面的安装技术（图 1）。

这种技术的缺点是层数随着层数的增加而累积结/壳 (Rthj/c) 热阻，受限于热应力（根据循环次数温度变化）和难以自动化（过程可靠性）。

2 --> DCB（直接铜键合）技术：

创新在于基材。 由于高温（约 1000°C）扩散工艺过程中，厚铜层（通常为 0.4 毫米）直接嵌入到氧化铝基板上。跳线被大量具有多个锚点的键合线所取代，以承受显着的过载电流。 该技术带来以下资产：

* 良好的耐热性。

*“热”应力除以 2 或 3。

* 简化安装，通过自动化实现对生产过程的全面控制。

什么是“热应力”？

固态继电器是使用功率晶闸管、光耦合器和其他标准电子器件的大型组件成分。 如果遵守电流和电压特性，预期寿命会大大提高与机电继电器相比（触点无磨损 --> “实际上是无限的”！）。在过去的几十年里，电子产品在可靠性和可靠性方面取得了突飞猛进的进步光耦合器等元件现在的预期寿命非常长。

目前电力电子元器件的寿命主要取决于热应力，由于使用过程中的温度变化。

实际上，由于局部加热，每个开关动作都会使晶闸管芯片发生温度变化与芯片有关的不同因素：

a) 这种温度变化首先与连接到负载的开关电流有关。

  下面的例子：

  --> 图 1：阻性负载上的温度变化具有显着的振幅预热阶段 (D T1) ，然后在调节阶段 (D T2) 减少。

  --> 图 2：电机上的温度变化在每个点上都有显着变化 (D T2)由于启动电流能够达到 8 x In 持续 1.6 秒而启动。

b) 这种变化的幅度也是由于结之间热阻的质量和散热器（或外壳）：Rthj/c（或 Zthj/c：热阻抗/非稳定温度）。

DCB 技术可确保此 Rthj/c 的显着降低。

  结点和散热器（外壳）之间的温差直接关系到热阻抗和耗散功率：DTj/c= Zthj/c x Pd。

（散热器在正常运行期间保持相当恒定的温度）。

c) 用于决定硅表面积的芯片（硅芯片）的大小是主要的重要性。 --> 芯片越大，功耗越小：

  Pd = 0.9Vt x I + rt x I2 t ：动态电阻“rt”随着芯片的增大而下降。

  结/壳 (Rthj/c) 热阻也与硅的表面积。 (D Tj/c= Rthj/c x Pd)。

d) 散热器的尺寸也很重要。

结果

这些温度变化导致热膨胀约束更加严重当使用的材料不同时。 因此，“钼”型减震器之间需要硅和可以由铜或特殊（双金属）合金和非常适合的焊料制成的连接。继电器中使用的技术已经使用了最好的连接材料，具有协调的扩展特性。 热应力循环次数，已经大大（陶瓷基板）优于市面上大多数产品一倍，这项技术，结合最佳尺寸的组件，提供首屈一指的结果。