[發明專利]一種星載射頻功率E類放大器散熱裝置的制備方法

有效

• 申請號: 202110274705.2
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113141755B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 蔡東升;彭毓川;黃琦;賈奧;孫敏;李堅;胡維昊;易建波;井實;張真源
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H05K13/04;H05K3/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種星載射頻功率E類放大器散熱裝置的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、制備線路板

(1.1)、選取多層數的PCB線路板，PCB線路板的表面銅厚需大于等于d₁，內部銅厚需大于d₂，且內層電路全部作為PCB線路板的地線網絡，其中，d₁≥2oz，d₂＞0.5oz；

(1.2)、在PCB線路板對應星載射頻E類功率放大器的源極焊盤的位置處設計一個孔徑為φ₁的圓形或橢圓形金屬化焊盤，其孔徑面積與星載射頻功率E類放大器的源極焊盤的面積比應盡量大，其余焊盤位置放置孔徑φ₂、外徑φ₃的金屬化過孔；根據PCB線路板的元器件布局，在星載射頻E類功率放大器周圍放置螺絲孔，孔徑大于螺柱直徑，其中，φ₁∈1-10mm，φ₂＝0.3mm，φ₃＝0.5mm；

(1.3)、PCB線路板的頂層覆銅，表面需做綠油覆蓋處理，過孔處做開窗處理，整個頂層連接到地線網絡；PCB線路板的底層覆銅，表面及過孔全部做開窗處理；對PCB線路板的頂層和底層的裸露銅皮做沉金或抗氧化工藝處理；

(2)、導熱板的制備加工

(2.1)、先用機床將銅板表面打磨平整，并去除氧化層；

(2.2)、根據金屬化焊盤的孔徑尺寸和PCB線路板的厚度，在銅板上對應焊盤位置處銑出一個柱形突起，其直徑等于焊盤內徑尺寸減d₃，高度等于PCB線路板的厚度，其中，d₃＝0.2mm；在PCB線路板的螺絲孔對應位置處，根據所需螺絲尺寸鉆孔攻絲，完成銅板上螺絲孔的加工；

(3)、制備錫膏鋼網

(3.1)、選用厚度為d的鋼片，其中，d＝0.10mm；

(3.2)、在PCB線路板上各個焊盤對應位置處，使用激光雕刻機按照各個焊盤孔徑尺寸開網孔，從而使組裝時焊錫分小方塊狀覆蓋焊盤；

(3.3)、完成鋼片開孔后，采用電解拋光法對鋼片拋光；

(4)、元件裝配焊接

(4.1)、將錫膏鋼網安放到PCB線路板上，使錫膏鋼網的開孔位置對應到PCB線路板的金屬化焊盤，然后刷上焊錫膏，并按照元器件清單安裝除星載射頻E類功率放大器以外的所有元器件；

(4.2)、將導熱板平放在操作臺上，并在柱形突起周圍均勻涂抹導熱硅脂，涂抹面積應超過覆蓋對應有星載射頻E類功率放大器及其驅動電路面積的n倍，并避開PCB線路板上所有通孔位置；

(4.3)、將裝備了元器件的PCB線路板安裝到導熱板上，安裝時應保證導熱板的柱形突起在PCB線路板金屬化焊盤的正中央，且周圍間隙均勻，再用鑷子將焊錫膏填充到間隙中；

(4.4)、觀察星載射頻E類功率放大器的源極焊盤、金屬化過孔及金屬化焊盤上焊錫膏是否完整，若有缺損，則手工補齊；

(4.5)、將星載射頻E類功率放大器安裝到PCB線路板對應位置，并使用對應尺寸的圓頭螺絲釘將PCB線路板固定在導熱板上；其中，柱形突起用于連接星載射頻E類功率放大器的源極焊盤，再用焊錫膏焊接，當星載射頻E類功率放大器運行時，功率放大器工作時產生大部分熱量通過源極焊盤向柱狀突起傳遞，再傳遞到導熱板進行散熱，剩余小部分熱量通過金屬化焊盤及過孔傳遞至PCB線路板的底部，再通過導熱硅脂遞到導熱板進行散熱；

(4.6)、將上述組裝后的設備整體放入到回流焊設備中進行焊接，焊接過程中嚴格按照回流焊設備的溫度與時間的對應關系；

其中，所述導熱板制備加工完成后還能夠進一步繼續處理：放入銅材清洗劑MS0217中進行清洗除油除氧化皮，1～3分鐘后拿出使用清水沖洗，將導熱板表面殘留的銅材清洗劑清洗干凈；取銅材拋光劑MS0308-1一份，將其以1:3兌水，將導熱板浸泡2～4分鐘，此時導熱板表面有一層棕黃色膜出現，拿出使用清水沖洗，清除導熱板表面的殘留拋光劑；取銅材退膜劑MS0211一份，以1:4兌水使用，對導熱板浸泡處理，3～5秒，待導熱板表面的棕黃色膜褪去取出用清水沖洗；再將導熱板浸泡在銅材鈍化劑MS0423中，處理方式為原液浸泡處理，處理時間大于5分鐘即可；最后取出使用清水沖洗，放入純水中清洗，取出烘干；

其中，所述回流焊設備的溫度與時間的對應關系為：

回流焊設備進行焊接時分為升溫區、高溫浸泡溫區、焊接溫區、降溫區；其中，升溫區需控制平均升溫速率0.5至1.0攝氏度/秒，最大升溫速率2.5攝氏度/秒，從室溫升至160攝氏度；高溫浸泡溫區控制溫度從160攝氏度上升到180攝氏度，持續時間為30至90秒；焊接溫區需要保證焊接溫度在220攝氏度以上的時間在45至60秒之間，最高溫度控制在235攝氏度至250攝氏度之間，降溫區需控制降溫速率2.0至6.0攝氏度/秒。