本發(fā)明屬于電子設(shè)備散熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種天線散熱一體化收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)及制作方法。

背景技術(shù)：

目前，pcb電路板上高功率密度芯片(大功率射頻芯片)的散熱主要使用兩種方法。一種是pcb板上制作散熱通孔，利用通孔將大功率射頻芯片的熱傳導(dǎo)到pcb背面的金屬腔體上；另一種是在pcb板內(nèi)部埋置銅塊，利用埋置在pcb板內(nèi)部的銅塊將大功率射頻芯片的熱傳導(dǎo)到pcb背面的金屬腔體上。

采用通孔散熱主要有以下兩個缺點(diǎn)：1、導(dǎo)熱率低，一般散熱通孔使用樹脂填充，樹脂材料的導(dǎo)熱率較低，而導(dǎo)熱率較高的金屬僅在通孔四周，對于芯片安裝區(qū)域?qū)崧侍嵘淮螅?、熱阻較大，導(dǎo)熱路徑較長——芯片的熱首先傳導(dǎo)到pcb上，再通過pcb板將熱傳導(dǎo)到背面的金屬腔體上，這將大大增加散熱路徑上的熱阻，導(dǎo)致散熱效率低下。

采用pcb電路板內(nèi)埋置的銅塊進(jìn)行散熱，雖然可以解決導(dǎo)熱率低的問題，但是，同樣存在導(dǎo)熱路徑長熱阻大的問題。

現(xiàn)代雷達(dá)和電子戰(zhàn)系統(tǒng)對陣列的性能和體積都提出了更高的要求，特別是要求前端陣列要在更小的體積下卻要擁有更高的功率，因此高功率密度芯片的散熱成為關(guān)鍵問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種天線散熱一體化收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)或制作方法。解決接收機(jī)小型化一體化設(shè)計遇到的散熱和集成問題，提高天線散熱一體化收發(fā)機(jī)散熱能力以及可靠性。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種天線散熱一體化收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)的制作方法包括：

在pcb基板上散熱芯片對應(yīng)的位置設(shè)置通槽；

制作具有金屬凸臺的天線散熱一體化單元，所述金屬凸臺穿過通槽；

pcb基板和天線散熱一體化單元之間填充高導(dǎo)熱率散熱材料，通過高溫壓合將所述pcb基板和天線散熱一體化單元壓合；

金屬凸臺和散熱芯片之間填充導(dǎo)熱率散熱材料；

散熱芯片使用導(dǎo)線同pcb基板互連。

進(jìn)一步的，所述天線散熱一體化單元是在金屬散熱板上設(shè)置金屬凸臺，在金屬凸臺對應(yīng)表面設(shè)置具有天線與散熱齒一體結(jié)構(gòu)的散熱翅片(該結(jié)構(gòu)既是天線也是散熱翅片)。

進(jìn)一步的，所述根據(jù)散熱芯片高度以及pcb基板高度，對天線散熱一體化單元設(shè)置的金屬凸臺高度進(jìn)行二次加工，使得散熱芯片上表面與pcb基板上表面位于同一水平面。

進(jìn)一步的，所述高導(dǎo)熱率散熱材料是高溫導(dǎo)電膠。

進(jìn)一步的，所述pcb基板中散熱芯片是高功率密度芯片。

進(jìn)一步的，所述金屬散熱翅片構(gòu)成散熱結(jié)構(gòu)的換熱量為：

q＝h*a*δt

其中，h為換熱系數(shù)，a為散熱翅片所有外表面的散熱面積，δt為空氣與散熱翅片的溫度差。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)線指的是金絲。

一種天線散熱一體化收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用天線散熱一體化收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)制作方法制作的，包括：具有金屬凸臺及散熱翅片的天線散熱一體化單元；所述金屬凸臺穿過pcb基板上散熱芯片對應(yīng)的位置設(shè)置的通槽；

其中，所述金屬凸臺穿過通槽；pcb基板和天線散熱一體化單元之間填充高導(dǎo)熱率散熱材料，通過高溫壓合將所述pcb基板和天線散熱一體化單元壓合；金屬凸臺和散熱芯片之間填充導(dǎo)熱率散熱材料；散熱芯片使用導(dǎo)線同pcb基板互連。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1)天線散熱一體化單元的金屬凸臺面有較高的導(dǎo)熱率，直接使用高導(dǎo)熱率散熱材料將高功率密度的芯片粘接在凸臺上，減少了導(dǎo)熱路徑降低了熱阻，大大提高了散熱效率；

2)天線散熱一體化單元背面制作天線結(jié)構(gòu)和散熱齒一體的結(jié)構(gòu)，增加了散熱面積，提高了對流換熱，同時通過該結(jié)構(gòu)也完成向空間中輻射電磁波的功能。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)主視圖。

圖2是本發(fā)明整體示意圖。

圖中：1-pcb基板，2-高功率密度芯片(散熱芯片)，3-高導(dǎo)熱率散熱材料，4-天線散熱一體化單元，5-金絲。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

本發(fā)明制作過程包括：

步驟1：根據(jù)需求制作所述pcb基板1，pcb基板在安裝高功率密度芯片的位置制作通槽，在天線對應(yīng)位置制作饋電電路；

步驟2：制作天線散熱一體化單元，所述天線散熱一體化單元是在金屬散熱板任一表面設(shè)置金屬凸臺，在金屬凸臺相對表面設(shè)置金屬散熱翅片。

其中，根據(jù)需要設(shè)計散熱翅片和金屬凸臺高度。對天熱散熱單元的金屬凸臺進(jìn)行二次加工，金屬凸臺需要穿過1電路基板，其高度應(yīng)該保證高功率芯片安裝后芯片上表面基本同電路基板齊平，

步驟3：pcb基板1與所述天線散熱一體化單元4之間填充高導(dǎo)熱率散熱材料3；然后通過高溫壓合將兩者壓合在一起。

其的數(shù)量、大小、位置根據(jù)實(shí)際高功率密度器件的數(shù)量、尺寸、位置決定。

其中，天線散熱一體化單元的散熱翅片是天線結(jié)構(gòu)，而天線結(jié)構(gòu)采用階梯槽線的結(jié)構(gòu)形式。階梯槽線天線的輻射部分高度及寬度決定天線工作頻率的下限，階梯槽線的階梯開槽設(shè)計采用多級階梯來擬合切比雪夫漸變線從而對天線的阻抗進(jìn)行匹配。切比雪夫阻抗?jié)u變線在工作頻段帶內(nèi)的最大反射系數(shù)，表達(dá)式為：

式中：β1＝π/λ1是下限頻率f1的相位常數(shù)；l指的是漸變線長度；z1指的是漸變線輸入端特性阻抗，z2指的是漸變線輸出端特性阻抗。

天線散熱一體化單元利用天線結(jié)構(gòu)的換熱量為：

q＝h*a*δt

其中，h為換熱系數(shù)，a為散熱翅片所有外表面的散熱面積，δt為空氣與散熱翅的溫度差。散熱翅越高散熱效果越好。

金屬凸臺需要穿過pcb基板1，其高度應(yīng)該保證高功率芯片安裝后芯片上表面基本同pcb基板齊平，金屬凸臺的數(shù)量、大小、位置根據(jù)實(shí)際高功率密度器件的數(shù)量、尺寸、位置決定。

具體實(shí)施例一：實(shí)現(xiàn)了天線散熱一體化收發(fā)陣列，實(shí)測達(dá)到了良好的散熱效果和射頻性能。具體實(shí)施實(shí)例如下：陣列尺寸為140mm×90mm×16mm，基板厚2mm，天線高度14mm，陣列布置26個通槽。具體實(shí)施方式見圖2。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于電子設(shè)備散熱技術(shù)領(lǐng)域，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種天線散熱一體化收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)及制作方法。解決接收機(jī)小型化一體化設(shè)計遇到的散熱和集成問題，提高天線散熱一體化收發(fā)機(jī)散熱能力以及可靠性。本發(fā)明中在PCB基板上散熱芯片對應(yīng)的位置設(shè)置通槽；制作具有金屬凸臺的天線散熱一體化單元，所述金屬凸臺穿過通槽；PCB基板和天線散熱一體化單元之間填充高導(dǎo)熱率散熱材料，通過高溫壓合將所述PCB基板和天線散熱一體化單元壓合；金屬凸臺和散熱芯片之間填充導(dǎo)熱率散熱材料；散熱芯片使用導(dǎo)線同PCB基板互連。

技術(shù)研發(fā)人員：劉港;王延;張波;陳東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國電子科技集團(tuán)公司第二十九研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.21
技術(shù)公布日：2017.08.22