[发明专利]一种星载射频功率E类放大器散热装置的制备方法

说明书

本发明公开了一种星载射频功率E类放大器散热装置的制备方法，先分别制备PCB线路板、金属导热板和锡膏钢网，然后通过导热硅脂、焊锡和固定螺丝进行焊接组装，得到一种高效的高能量密度的E类放大器的散热装置，从而解决了星载应用中射频电源小型化和轻量化过程中遇到的导热及散热问题，并为整个电路提供一个更加可靠有效的地平面，降低地平面的电气阻抗，极大的降低了放大器中热量传递的热阻力，更有利于GaN芯片在星载应用中的散热，提高设备的功率密度。

技术领域

本发明属于航空电子技术领域，更为具体地讲，涉及一种GaN芯片星载射频功率E类放大器散热装置的制备方法。

背景技术

散热装置对大功率芯片散热具有重要作用，是保障功率芯片及设备长时间稳定高效工作的关键部件。目前的散热装置主要依靠紧贴芯片表面或者芯片位置的电路板背面的方法来导热从而达到散热的目的，通常芯片和散热装置之间还需要使用导热硅脂来提高导热性能。常规导热硅脂的导热系数只有2-16W/(m·K)，热阻较大，不利于大功率散热，尤其是在航空领域中使用。射频功率电源为了满足星载使用要求，对体积和重量有着极为严苛的要求。

随着GaN芯片技术的普及，射频电源小型化和轻量化设计变为可能。但是GaN芯片体积的缩小，导致芯片表面积和电路板面积的大幅度减小，致使PCBA的热阻增大、传热效率变低、散热面积变小。传统散热手段很难满足GaN芯片在射频电源中大功率应用的散热要求，由于热阻过大，当系统输出功率增大时，极易造成GaN芯片在使用过程中温度上升过快，致使设备温度过高、不稳定，甚至损毁。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种星载射频功率E类放大器散热装置的制备方法，为整个电路提供一个更加可靠有效的地平面，降低地平面的电气阻抗，进一步降低热量的产生，保障设备正常运行。

为实现上述发明目的，本发明一种星载射频功率E类放大器散热装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、制备线路板

(1.1)、选取多层数的PCB线路板，PCB线路板的表面铜厚需大于等于d₁，内部铜厚需大于d₂，且内层电路全部作为PCB线路板的地线网络；

(1.2)、在PCB线路板对应星载射频E类功率放大器的源极焊盘的位置处设计一个孔径为φ₁的圆形或椭圆形金属化焊盘，其孔径面积与星载射频功率E类放大器的源极焊盘的面积比应尽量大，其余焊盘位置放置孔径φ₂、外径φ₃的金属化过孔；根据PCB线路板的元器件布局，在星载射频E类功率放大器周围放置螺丝孔，孔径大于螺柱直径；

(1.3)、PCB线路板的顶层覆铜，表面需做绿油覆盖处理，过孔处做开窗处理，整个顶层连接到地线网络；PCB线路板的底层覆铜，表面及过孔全部做开窗处理；对PCB线路板的顶层和底层的裸露铜皮做沉金或抗氧化工艺处理；

(2)、导热板的制备加工

(2.1)、先用机床将铜板表面打磨平整，并去除氧化层；

(2.2)、根据金属化焊盘的孔径尺寸和PCB线路板的厚度，在铜板上对应焊盘位置处铣出一个柱形突起，其直径等于焊盘内径尺寸减d₃，高度等于PCB线路板的厚度；在PCB线路板的螺丝孔对应位置处，根据所需螺丝尺寸钻孔攻丝，完成铜板上螺丝孔的加工；

(3)、制备锡膏钢网

(3.1)、选用厚度为d的钢片；

(3.2)、在PCB线路板上各个焊盘对应位置处，使用激光雕刻机按照各个焊盘孔径尺寸开网孔，从而使组装时焊锡分小方块状覆盖焊盘；

(3.3)、完成钢片开孔后，采用电解抛光法对钢片抛光；

(4)、元件装配焊接