[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

本發明公開了一種星載射頻功率E類放大器散熱裝置的制備方法，先分別制備PCB線路板、金屬導熱板和錫膏鋼網，然后通過導熱硅脂、焊錫和固定螺絲進行焊接組裝，得到一種高效的高能量密度的E類放大器的散熱裝置，從而解決了星載應用中射頻電源小型化和輕量化過程中遇到的導熱及散熱問題，并為整個電路提供一個更加可靠有效的地平面，降低地平面的電氣阻抗，極大的降低了放大器中熱量傳遞的熱阻力，更有利于GaN芯片在星載應用中的散熱，提高設備的功率密度。

技術領域

本發明屬于航空電子技術領域，更為具體地講，涉及一種GaN芯片星載射頻功率E類放大器散熱裝置的制備方法。

背景技術

散熱裝置對大功率芯片散熱具有重要作用，是保障功率芯片及設備長時間穩定高效工作的關鍵部件。目前的散熱裝置主要依靠緊貼芯片表面或者芯片位置的電路板背面的方法來導熱從而達到散熱的目的，通常芯片和散熱裝置之間還需要使用導熱硅脂來提高導熱性能。常規導熱硅脂的導熱系數只有2-16W/(m·K)，熱阻較大，不利于大功率散熱，尤其是在航空領域中使用。射頻功率電源為了滿足星載使用要求，對體積和重量有著極為嚴苛的要求。

隨著GaN芯片技術的普及，射頻電源小型化和輕量化設計變為可能。但是GaN芯片體積的縮小，導致芯片表面積和電路板面積的大幅度減小，致使PCBA的熱阻增大、傳熱效率變低、散熱面積變小。傳統散熱手段很難滿足GaN芯片在射頻電源中大功率應用的散熱要求，由于熱阻過大，當系統輸出功率增大時，極易造成GaN芯片在使用過程中溫度上升過快，致使設備溫度過高、不穩定，甚至損毀。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種星載射頻功率E類放大器散熱裝置的制備方法，為整個電路提供一個更加可靠有效的地平面，降低地平面的電氣阻抗，進一步降低熱量的產生，保障設備正常運行。

為實現上述發明目的，本發明一種星載射頻功率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；

(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；

(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；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；

(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