一种高效散热的功率放大器制造方法及散热机箱与流程

文档序号:16068307发布日期:2018-11-24 12:53阅读:354来源:国知局

本发明涉及微波功率放大器制造及散热技术领域,具体是指一种高效散热的功率放大器制造方法及散热机箱。

背景技术

目前在微波功率放大器领域中,传统功放芯片要先封装在管壳里,封装好的芯片再烧结到空间功率合成的功放模块里,功放模块再和导热垫一起紧固到散热机箱上。

在这种情况下,功放芯片的接地电阻较高,且传统功放设计由于热传导链路过长,又由于几层接触热阻的存在,导致功放整体传导热阻过高。

随着功放芯片的热流密度越来越高,而功放机箱结构却要求越来越紧凑,传统功放已经无法将功放芯片所产生的热耗有效地扩散到周围的环境中去,造成功放整体温度梯度过大,功放芯片结温过高,严重影响功放电性能,甚至影响功放的使用寿命。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明提出一种高效散热的功率放大器制造方法及散热机箱,其能够有效降低整个功率放大器热传导链路中的热阻以及功放芯片的接地电阻,并能够有效的降低整个功放的体积和重量,提高功放的可靠性。

基于上述目的,本发明提供的技术方案是:

一种高效散热的功率放大器制造方法,其包括以下步骤:

(1)准备板材作为箱壁和散热翅片,将箱壁焊接成散热机箱,将散热翅片焊接于散热机箱的外部;散热机箱内部具有一个或多个器件腔,至少有一个器件腔为功放腔;

(2)在功放腔的底壁上铣出一个或多个芯片安装槽位;

(3)将mmic(monolithicmicrowaveintegratedcircui,单片微波集成电路)裸芯片直接烧结到各芯片安装槽位里,并使mmic裸芯片与功放腔的底壁形成接地;

(4)设计功放电路板,在功放电路板上预留出对应于各mmic裸芯片的空洞;

(5)将功放电路板固定于功放腔内,所述功放电路板覆盖各芯片安装槽位的区域,所述mmic裸芯片恰好嵌入功放电路板的各空洞中;

(6)通过金丝键合工艺将mmic裸芯片连接到功放电路板的电路中;

(7)将功放电源和其他所需器件设置在机箱的各对应器件腔内,连接好机箱内的所有电路,加盖机箱盖,完成功率放大器的制造。

可选的,所述散热机箱内还焊接有公共隔墙,所述公共隔墙将散热机箱的内部空间分割为两个器件腔,所述功放电源设置于除功放腔外的另一个器件腔内。

可选的,所述箱壁、公共隔墙和散热翅片均为均温板材质,所述均温板上预留有必要的孔位和槽位。

此外,本发明还提供一种如上所述的散热机箱,其包括箱体和散热结构,所述箱体内具有一个或多个器件腔,至少一个器件腔为功放腔,所述散热结构包括翅片,所述翅片设置于箱体的一面外壁上,所述功放腔内设有一个或多个槽位,所述槽位内烧结有mmic裸芯片,所述mmic裸芯片与功放腔的腔壁接地从而使箱体成为mmic裸芯片的参考地。

可选的,所述箱体内具有上下两个器件腔,两个器件腔之间通过公共隔墙隔开,所述槽位设于上方器件腔内公共隔墙的壁面上,所述翅片均匀分布于所述箱体的靠近mmic裸芯片的一侧。

可选的,所述散热结构还包括风扇,所述风扇的吹向与所述翅片的片面平行并与所述翅片的延伸方向垂直。

可选的,所述箱体和翅片均为均温板材质。

从上面的叙述可以看出,本发明技术方案的有益效果在于:

1、本发明提高了功率放大器的接地性能:所述方法中机箱即为功放芯片的参考地,mmic裸芯片直接烧结到散热机箱的方式,大大降低了功放芯片的接地电阻,可提高功放输出功率及效率,抑制电路自激。

2、本发明提高了功率放大器的散热性能:所述方法缩短了功放热传导链路,降低了整个功放的温度梯度,仅利用强迫风冷方式即能够解决功放芯片300w/cm2热流密度的散热要求。

3、本发明减小了功率放大器的体积和重量:由均温板焊接而成的散热机箱,与实现相同散热能力的传统机箱相比,重量和体积均大大降低,又因为减少了功放模块的重量,所以整个功率放大器的重量和体积能降低50%以上。

4、本发明通用性好、可扩展性强:可以设计均温板的形状,并通过拼装焊接的方式使散热机箱能够适应各种不同功率放大器的工程需求。

附图说明

为了更加清楚地描述本专利,下面提供一幅或多幅附图,这些附图旨在对本专利的背景技术、技术原理和/或某些具体实施方案做出辅助说明。需要注意的是,这些附图可以给出也可以不给出一些在本专利文字部分已有描述且属于本领域普通技术人员公知常识的具体细节;并且,因为本领域的普通技术人员完全可以结合本专利已公开的文字内容和/或附图内容,在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图,因此下面这些附图可以涵盖也可以不涵盖本专利文字部分所叙述的所有技术方案。此外,这些附图的具体内涵需要结合本专利的文字内容予以确定,当本专利的文字内容与这些附图中的某个明显结构不相符时,需要结合本领域的公知常识以及本专利其他部分的叙述来综合判断到底是本专利的文字部分存在笔误,还是附图中存在绘制错误。特别地,以下附图均为示例性质的图片,并非旨在暗示本专利的保护范围,本领域的普通技术人员通过参考本专利所公开的文字内容和/或附图内容,可以在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图,这些新附图所代表的技术方案依然在本专利的保护范围之内。

图1为本发明实施例中功率放大器的整体结构示意图;

图2为本发明实施例中功率放大器功放腔的结构示意图;

图3为本发明实施例中功率放大器的机箱热传导路径示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解,同时,为了使本专利的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚,并使权利要求书的保护范围得到充分支持,下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做出进一步的、更详细的说明。

一种高效散热的功率放大器制造方法,其包括以下步骤:

(1)准备板材作为箱壁和散热翅片,将箱壁焊接成散热机箱,将散热翅片焊接于散热机箱的外部;散热机箱内部具有一个或多个器件腔,至少有一个器件腔为功放腔;

(2)在功放腔的底壁上铣出一个或多个芯片安装槽位;

(3)将mmic裸芯片直接烧结到各芯片安装槽位里,并使mmic裸芯片与功放腔的底壁形成接地;

(4)设计功放电路板,在功放电路板上预留出对应于各mmic裸芯片的空洞;

(5)将功放电路板固定于功放腔内,所述功放电路板覆盖各芯片安装槽位的区域,所述mmic裸芯片恰好嵌入功放电路板的各空洞中;

(6)通过金丝键合工艺将mmic裸芯片连接到功放电路板的电路中;

(7)将功放电源和其他所需器件设置在机箱的各对应器件腔内,连接好机箱内的所有电路,加盖机箱盖,完成功率放大器的制造。

可选的,所述散热机箱内还焊接有公共隔墙,所述公共隔墙将散热机箱的内部空间分割为两个器件腔,所述功放电源设置于除功放腔外的另一个器件腔内。

可选的,所述箱壁、公共隔墙和散热翅片均为均温板材质,所述均温板上预留有必要的孔位和槽位。

如上所述的散热机箱,其包括箱体和散热结构,所述箱体内具有一个或多个器件腔,至少一个器件腔为功放腔,所述散热结构包括翅片,所述翅片设置于箱体的一面外壁上,所述功放腔内设有一个或多个槽位,所述槽位内烧结有mmic裸芯片,所述mmic裸芯片与功放腔的腔壁接地从而使箱体成为mmic裸芯片的参考地。

可选的,所述箱体内具有上下两个器件腔,两个器件腔之间通过公共隔墙隔开,所述槽位设于上方器件腔内公共隔墙的壁面上,所述翅片均匀分布于所述箱体的靠近mmic裸芯片的一侧。

可选的,所述散热结构还包括风扇,所述风扇的吹向与所述翅片的片面平行并与所述翅片的延伸方向垂直。

可选的,所述箱体和翅片均为均温板材质。

图1~3所示为依据上述方法最终制造出的功率放大器,其包括上盖板1、机箱主体2、mmic裸芯片3、下盖板4、风机8和风机罩9。

其中,机箱主体2包括公共隔墙5、机箱侧壁6以及全部翅片7,公共隔墙5、机箱侧壁6以及全部翅片7均为均温板,并通过真空扩散焊技术焊接成一个整体。所述机箱主体2中的公共隔墙5、机箱侧壁6与上盖板1、下盖板4分别构成2个封闭的腔体,公共隔墙5与盖板1构成功放腔体,功放腔体内公共隔墙5上设有4个芯片安装槽位。

该功率放大器将mmic裸芯片3直接烧结到功放腔体公共隔墙5的芯片槽位里,mmic裸芯片3通过深腔金丝键合工艺与周围电路10相连。

该功率放大器的散热性能优良。如图3所示,功率放大器的热传导路径为:热耗由mmic裸芯片3传导到公共隔墙5上,再由公共隔墙5传导到机箱侧壁6上,然后由机箱侧壁6再传导到翅片7上,最后由风机8通过强迫风冷方式实现与周围环境中的热交换。

特别的,可将公共隔墙5、机箱侧壁6以及翅片7的其中一部分设计成均温板形式。

此外,通过调整公共隔墙5、机箱侧壁6以及翅片7的形状和位置排列,可以焊接成不同的散热机箱结构。

本发明能够极大的缩小功放芯片的接地电阻,可提高功放输出功率及效率,抑制电路自激。

本发明能够极大的降低功率放大器的温度梯度,能够将功放芯片所产生的热耗迅速扩散到周围空气中去,提高功率放大器的可靠性,并且能极大的降低功率放大器的体积和重量,增强设备的竞争力。

总之,本发明能够有效降低整个功率放大器的温度梯度以及功放芯片的接地电阻,提高功率放大器的可靠性,适合解决体积小、重量轻、热流密度大的功率放大器的散热问题,是对现有技术的一个重要改进。

需要理解的是,上述对于本专利具体实施方式的叙述仅仅是为了便于本领域普通技术人员理解本专利方案而列举的示例性描述,并非暗示本专利的保护范围仅仅被限制在这些个例中,本领域普通技术人员完全可以在对本专利技术方案做出充分理解的前提下,以不付出任何创造性劳动的形式,通过对本专利所列举的各个例采取组合技术特征、替换部分技术特征、加入更多技术特征等等方式,得到更多的具体实施方式,所有这些具体实施方式均在本专利权利要求书的涵盖范围之内,因此,这些新的具体实施方式也应在本专利的保护范围之内。

此外,出于简化叙述的目的,本专利也可能没有列举一些寻常的具体实施方案,这些方案是本领域普通技术人员在理解了本专利技术方案后能够自然而然想到的,显然,这些方案也应包含在本专利的保护范围之内。

出于简化叙述的目的,上述各具体实施方式对于技术细节的公开程度可能仅仅达到本领域技术人员可以自行决断的程度,即,对于上述具体实施方式没有公开的技术细节,本领域普通技术人员完全可以在不付出任何创造性劳动的情况下,在本专利技术方案的充分提示下,借助于教科书、工具书、论文、专利、音像制品等等已公开文献予以完成,或者,这些细节是在本领域普通技术人员的通常理解下,可以根据实际情况自行作出决定的内容。可见,即使不公开这些技术细节,也不会对本专利技术方案的公开充分性造成影响。

总之,在结合了本专利说明书对权利要求书保护范围的解释作用的基础上,任何落入本专利权利要求书涵盖范围的具体实施方案,均在本专利的保护范围之内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1