一种具有良好散热设计的有源相控阵射频前端结构的制作方法

本发明属于机械结构，具体涉及一种具有良好散热设计的有源相控阵射频前端结构。

背景技术：

1、现有有源相控阵射频前端结构分布如图1所示，天线辐射阵面位于最上方，tr组件位于中间，散热冷板位于底部。天线辐射阵面和tr组件通过射频接头对插完成信号互联。

2、tr组件的热量主要集中在顶部，这是因为要保证天线的发射效率，有最大发热量的功放芯片需要布置在与天线很近的tr组件顶部。这种情况下功放芯片的热量需要从tr组件壳体顶端传递到壳体底端，再传递到散热冷板上，传热路径长，功放芯片的温升很高。在高温环境条件下，功放芯片工作温度超出正常工作温度范围，产品电性能指标下降，产品可靠性降低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种具有良好散热设计的有源相控阵射频前端结构，能够降低功放芯片的温升，提高产品的可靠性。

2、本发明是通过下述技术方案实现的：

3、一种具有良好散热设计的有源相控阵射频前端结构，包括：天线辐射阵面、t组件、多功能冷板及r组件；

4、所述多功能冷板具有散热和电气互联的功能；

5、所述t组件和r组件分别与多功能冷板的顶面、底面安装锁紧；且t组件和r组件之间通过多功能冷板上、下对接面对插实现电气互联；天线辐射阵面安装在t组件上，且t组件与天线辐射阵面采用bga焊接实现电气互联。

6、进一步的，所述多功能冷板上安装有贯通其上、下对接面的电连接器a；

7、所述t组件和r组件结构相同，均包括：陶瓷封盖、陶瓷基板、金属导热底板、电连接器b、功放芯片和热沉；

8、所述陶瓷基板上加工有若干呈矩阵分布的矩形方孔，陶瓷基板内嵌有线路；

9、所述金属导热底板上设有若干呈矩阵分布的矩形凸起和若干通孔，若干电连接器b一一对应安装在该通孔内；

10、所述金属导热底板固定在陶瓷基板的一个表面上，且安装在金属导热底板上的电连接器b与陶瓷基板内嵌的线路接触实现电连接；金属导热底板上的若干矩形凸起一一对应安装在陶瓷基板的矩形方孔的底部；

11、所述陶瓷基板的每个矩形方孔中均安装有一个热沉和一个功放芯片；其中，热沉固定安装在矩形凸起的端面上，功放芯片固定在热沉上；每个矩形方孔的顶部通过陶瓷封盖密封；其中，功放芯片与陶瓷基板内嵌的线路接触实现电连接，进而实现功放芯片与电连接器b的电连接；

12、所述t组件的金属导热底板固定安装在多功能冷板的一个对接面上，且t组件的电连接器b与电连接器a的一端连接；所述r组件的金属导热底板固定安装在多功能冷板的另一个对接面上，且r组件的电连接器b与电连接器a的另一端连接；实现t组件和r组件的电气互联。

13、进一步的，天线辐射阵面安装在t组件的陶瓷基板的另一个表面上，且陶瓷基板与天线辐射阵面采用bga焊接实现电气互联。

14、进一步的，所述陶瓷基板采用低温共烧陶瓷制成。

15、进一步的，所述陶瓷基板的每个矩形方孔均为三段阶梯状通孔，即矩形方孔由大孔、中孔、小孔组成，中孔和小孔的对接处为台阶面；

16、金属导热底板上的若干矩形凸起一一对应安装在陶瓷基板的小孔内，且矩形凸起的端面与台阶面平齐；

17、热沉固定安装在矩形凸起的端面和台阶面上；每个矩形方孔的大孔通过陶瓷封盖密封。

18、有益效果：

19、(1)本发明将现有的tr组件更改为t组件和r组件，t组件和r组件分开，由一个组件变成两个组件，并在t组件和r组件的中间设置具有散热和电气互联的功能的多功能冷板；t组件中的功放芯片的热量可以通过很短的路径直接传递到多功能冷板，不再经过r组件壳体，可以大大降低功放芯片的温升。

20、(2)现有tr组件中功放芯片热量传递路径长度至少为30mm：tr电路布局为纵向布局，芯片布置在最上方，安装面位于最底部；而本发明t组件或r组件的电路布局为平面布局，t组件和r组件都采用金属导热底板上的矩形凸起+陶瓷基板的矩形方孔形式，功放芯片底部为热沉+矩形凸起，本发明的功放芯片的工作热量直接通过矩形凸起传递到多功能冷板，t组件或r组件形式传热路径长度不超过5mm，大大缩短了功放芯片的热量传递路径。

21、(3)本发明的新形式散热结构功放芯片到多功能冷板的热阻最低可至3℃/w，按功放芯片工作温升不超过40℃，功放芯片最大热耗可提高至13w，新结构散热能力显著提高。

技术特征：

1.一种具有良好散热设计的有源相控阵射频前端结构，其特征在于，包括：天线辐射阵面、t组件、多功能冷板及r组件；

2.如权利要求1所述的一种具有良好散热设计的有源相控阵射频前端结构，其特征在于，

3.如权利要求2所述的一种具有良好散热设计的有源相控阵射频前端结构，其特征在于，天线辐射阵面安装在t组件的陶瓷基板的另一个表面上，且陶瓷基板与天线辐射阵面采用bga焊接实现电气互联。

4.如权利要求2或3所述的一种具有良好散热设计的有源相控阵射频前端结构，其特征在于，所述陶瓷基板采用低温共烧陶瓷制成。

5.如权利要求2或3所述的一种具有良好散热设计的有源相控阵射频前端结构，其特征在于，所述陶瓷基板的每个矩形方孔均为三段阶梯状通孔，即矩形方孔由大孔、中孔、小孔组成，中孔和小孔的对接处为台阶面；

技术总结
本发明公开了一种具有良好散热设计的有源相控阵射频前端结构，包括：天线辐射阵面、T组件、多功能冷板及R组件；所述多功能冷板具有散热和电气互联的功能；所述T组件和R组件分别与多功能冷板的顶面、底面安装锁紧；且T组件和R组件之间通过多功能冷板上、下对接面对插实现电气互联；天线辐射阵面安装在T组件上，且T组件与天线辐射阵面采用BGA焊接实现电气互联。本发明能够降低功放芯片的温升，提高产品的可靠性。

技术研发人员：尹元臣,黄勇,葛维刚
受保护的技术使用者：苏州博海创业微系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/9