一种三维集成功放组件的制作方法

本实用新型涉及射频微波电路相关技术领域，尤其涉及一种三维集成功放组件。

背景技术：

随着科技的发展射频微波电路功率密度越来越大，由于单个功放芯片输出功率有限，微波行业常采用平面合成的方式来对功放进行功率合成达到功率输出的最终要求。

现有的平面功率合成的方式采用了一个合成网络与多个模块进行平面功率合成，模块只能平面装配无法堆叠，存在体积过大，热传输的效率低等缺陷。

技术实现要素：

本实用新型提供一种三维集成功放组件，以解决上述现有技术的不足，采用了合理的结构设计，通过载板过渡、探针合成、散热一体化、波导合成等结构设计方法的应用，解决了功放组件体积大和散热困难的问题，具有较强的实用性。

为了实现本实用新型的目的，拟采用以下技术：

一种三维集成功放组件，包括：

波导合成网络，数量为一对，包括上腔体和下腔体；

功放模块，数量为四个，均设于波导合成网络之间，包括合成器，合成器两侧均设有功放构件一对；

合成器用于功放构件的固定以及射频信号的输入输出端口；

功放构件包括功放主体，功放主体内壁成形有凹槽，凹槽的中心位置处成形有装配槽，装配槽的槽底设有载板，载板设有功放芯片，凹槽的槽底成形有走线槽，走线槽内设有射频电路板，射频电路板连接于功放芯片，功放主体的两端均设有同轴射频探针，同轴射频探针的内侧端连接于射频电路板，凹槽加盖有内盖，功放主体的内壁设有盖板，盖板设有低频电路板，功放主体一侧向外延伸的设有馈电玻珠，馈电玻珠内侧连接于低频电路板，功放主体两端均设有波导垫块，波导垫块设于功放主体的外侧，波导垫块均位于同轴射频探针的外侧端。

进一步地，其中一个波导合成网络为一分四合成网络，另外一个波导合成网络为四合一网络。

进一步地，合成器与功放构件的外壁均向外延伸的成形有散热齿若干。

进一步地，上腔体和下腔体通过螺钉连接形成波导合成网络，功放模块通过螺钉固定于波导合成网络之间，功放构件通过螺钉固定于合成器。

进一步地，功放芯片烧结于载板上，载板烧结于装配槽的槽底。

进一步地，载板由导热材料制成。

进一步地，同轴射频探针与功放主体为一体化烧结。

进一步地，内盖通过螺钉固定于功放主体。

进一步地，盖板通过激光封帽的形式焊接在功放主体上。

进一步地，低频电路板通过螺钉固定于功放主体。

上述技术方案的优点在于：

1.将射频电路、波导合成结构、低频电路集成在一个模块中，减小了功放组件对空间的使用，降低了体积和重量；

2.将组件内部功放构件进行标准化模块设计，装配简化，互换性强，维护成本低。

3.将功放多余空间设计为散热结构，在降低结构重量的同时优化了整机模块的散热效果。

4.本实用新型采用了合理的结构设计，通过载板过渡、探针合成、散热一体化、波导合成等结构设计方法的应用，解决了功放组件体积大和散热困难的问题，具有较强的实用性。

附图说明

图1示出了其中一种实施例的立体结构图。

图2示出了功放模块的立体结构图一。

图3示出了功放模块的立体结构图二。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

此外，“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致等于”并不仅仅表示绝对的等于，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别说明，“大致”、“基本”等用语均为与上述类似的含义。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-图3所示，一种三维集成功放组件，主要组成部分为波导合成网络1。

波导合成网络1，数量为一对，包括上腔体10和下腔体11，其中一个波导合成网络1为一分四合成网络，另外一个波导合成网络1为四合一网络。功放模块2，数量为四个，均设于波导合成网络1之间，包括合成器20，合成器20两侧均设有功放构件21一对，合成器20与功放构件21的外壁均向外延伸的成形有散热齿22若干。上腔体10和下腔体11通过螺钉连接形成波导合成网络1，功放模块2通过螺钉固定于波导合成网络1之间，功放构件21通过螺钉固定于合成器20。合成器20用于功放构件21的固定以及射频信号的输入输出端口。

功放构件21包括功放主体210，功放主体210内壁成形有凹槽2100，凹槽2100的中心位置处成形有装配槽2101，装配槽2101的槽底设有载板211，载板211设有功放芯片212，凹槽2100的槽底成形有走线槽2102，走线槽2102内设有射频电路板213，射频电路板213连接于功放芯片212，功放主体210的两端均设有同轴射频探针214，同轴射频探针214的内侧端连接于射频电路板213，凹槽2100加盖有内盖215，功放主体210的内壁设有盖板216，盖板216设有低频电路板217，功放主体210一侧向外延伸的设有馈电玻珠218，馈电玻珠218内侧连接于低频电路板217，功放主体210两端均设有波导垫块219，波导垫块219设于功放主体210的外侧，波导垫块219均位于同轴射频探针214的外侧端。功放芯片212烧结于载板211上，载板211烧结于装配槽2101的槽底。载板211由导热材料制成。同轴射频探针214与功放主体210为一体化烧结。内盖215通过螺钉固定于功放主体210。盖板216通过激光封帽的形式焊接在功放主体210上。低频电路板217通过螺钉固定于功放主体210。

在具体的实施过程中，为了扩大应用范围，其中波导合成网络1的级数和功放模块2的数量根据实际需要进行增加或者减少，因此在实际使用过程中，功放模块2的数量不仅限于四个，同时，波导合成网络1不仅限于一分四合成网络和四合一网络。同时根据合成网络路径进行减重设计。

在具体的实施方式中，合成器20为安装基础将两个功放构件21采用螺钉装配在上面，而波导合成网络1由标准波导改进而成，其中间采用镂空的形式，以达到减重和避让器件的作用，两侧加工也加工相应的散热齿增加对功放模块的辅助散热效果。

在具体的实施方式中，为保证结构的气密性，在输入输出端均采用同轴射频探针214的形式来实现信号的传输。由于同轴射频探针214与功放主体210为一体化烧结，相比传统的微带探针波导同轴探针更容易达到气密要求。同时为了解决内部热传导问题，将功放芯片212烧结在用高导热材料制成的载板211上后再将载板211烧结在功放主体210上，这种设计方式在确保良好传热效果的同时解决功放主体210与功放芯片212材料之间的热膨胀系数不匹配的问题。对于功放主体210而言，采用散热齿一体化设计方案，在不影响热传导的前提下，将多余结构空间设计成为散热齿22形式，实现功放主体210与散热结构一体化设计的效果，相比传统的后加散热齿方案，一体化设计方案具有空间更小、结构重量轻、无金属对接间的传导热阻等优势。整个功放构件21有独立的供电控制设计，通过低频电路板217和馈电玻珠218焊接实现模块内部供电与控制，相比传统的集中供电控制具有独立性强、空间利用率高的特点。其中，波导垫块10均通过焊锡烧结在功放主体210上，内盖215采用螺钉固定在功放主体210表面，对输入通道和输出通道间起到屏蔽的作用，盖板216采用激光封帽的形式焊接在功放主体210上，与同轴射频探针214、馈电玻珠218一起对整个功放构件21内部提供气密保证，低频电路板217采用螺钉固定在功放主体210上，与馈电玻珠218焊接后实现对功放构件21内部的功放芯片212供电和控制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。