一种高效散热的高频T/R组件壳体制造方法

技术领域

本发明属于封装技术，具体为一种高效散热的高频T/R组件壳体制造方法。

背景技术

随着相控阵雷达探测距离的增加，T/R组件的功放芯片材质由GaAs向GaN过渡，芯片功率成倍增加，散热需求相应提高。现阶段T/R组件散热多通过封装壳体紧贴散热冷板的形式实现散热，封装壳体与散热冷间的接触热阻成为了制约组件散热的关键瓶颈。

为解决T/R组件的散热难题，工程设计人员通过引进微系统散热技术、提高封装材料两种途径提高组件散热效率。公开号CN103441077A设计了一种通过三明治结构的铜基复合材料热沉，该热沉散热具备较高热导率，以期降低组件温升。但这种方法散热效果有限，面对大功率GaN芯片时，散热能力不足。公开号CN107481983A公开了一种微波功率管封装外壳及其制备方法，封装外壳需要多层板大面积焊接成型，制备复杂、效率低，焊剂(牺牲层)可能会堵塞流道，且存在漏液风险。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种高效散热的高频T/R组件壳体制造方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种高效散热的高频T/R组件壳体制造方法，具体步骤为：

制备T/R壳体本体，所述T/R壳体本体底面采用金刚石增强金属基复合材料；

利用水导激光切割技术在T/R壳体本体底面打深孔，形成冷却流道；

利用水导激光切割技术在T/R壳体本体底面打孔实现与冷却流道连接，作为进出水口。

优选地，所述冷却流道的孔口通过氩弧焊或电子束焊接实现封堵。

优选地，所述T/R壳体本体侧壁采用铜或铜合金。

优选地，所述深孔孔径

优选地，所述深孔孔深为深孔孔径的50～80倍。

优选地，激光功率为20～120W，光斑直径为孔径的1/10。

优选地，在壳体底面内侧镀覆用于焊接的镀层。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明提供的T/R组件壳体具备高导热效果，满足组件中高功率芯片的散热要求，导热系数远超现阶段壳体(热导率为300W/m·K左右)，达到2000W/m·K；

2)本发明壳体制备简单、成本低，采用水导激光切割钻孔的技术，效率高；仅堵头处进行单点焊接，避免了现阶段常规微流道需要大面积焊接、夹层焊接容易渗漏的缺陷。

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

附图说明

图1是典型T/R组件装配示意图。

图2是高导热组件壳体示意图。

图3为高导热组件壳体组成示意图。

具体实施方式

一种高效散热的高频T/R组件壳体制造方法，具体步骤为：

制备T/R壳体本体，所述T/R壳体本体底面采用金刚石增强金属基复合材料，侧壁采用铜或铜合金。本发明壳体底面采用金刚石增强金属基复合材料，重复利用金刚石增强金属基复合材料导热率高、热膨胀系数小(与陶瓷基板相近)的特点。

利用水导激光切割技术在T/R壳体本体底面打深孔，形成冷却流道，根据散热需求，控制深孔深度，实现冷却流道串并联。孔口(即壳体侧壁上)通过氩弧焊或电子束焊接实现封堵。利用水导激光切割技术在T/R壳体本体底面打孔实现与冷却流道连接，作为进出水口。壳体底面内侧需镀覆可用于焊接的镀层，以便于基板大面积焊，实现可靠接地、散热与固定。

进一步的实施例中，所述深孔孔径

进一步的实施例中，所述深孔孔深为深孔孔径的50～80倍。

进一步的实施例中，激光功率为20～120W，光斑直径为孔径的1/10。

实施例一：

1)T/R壳体本体采用金刚石/铜复合材料近净成型制备成型。利用金刚石增强金属基复合材料导热率高、热膨胀系数小(与陶瓷基板相近)的特点，壳体底面区域采用65vol.％金刚石/铜复合材料。侧壁采用纯铜。如图2所示。

2)沿四周侧面垂直方向，在壳体底面采用水导激光切割，打深孔；根据散热需求，控制深孔深度，实现流道串并联，形成冷却流道。如图3所示。

3)壳体底面采用水导激光切割技术，布置进出水口。

4)壳体侧壁上孔口通过氩弧焊实现封堵。

5)壳体底面内侧需镀覆可用于焊接的镀层，以便于T/R组件陶瓷基板大面积焊，实现可靠接地、散热与固定。

实施例二：

1)T/R壳体采用金刚石/铝复合材料净成型制备。利用金刚石增强金属基复合材料导热率高、热膨胀系数小(与陶瓷基板相近)的特点，壳体底面区域采用63vol.％金刚石/铝复合材料。侧壁采用6063铝合金。如图2所示。

2)沿四周侧面垂直方向，在壳体底面采用水导激光切割，打深孔；根据散热需求，控制深孔深度，实现流道串并联。如图3所示。

3)壳体底面采用水导激光切割技术，布置进出水口。

4)壳体侧壁上孔口通过氩弧焊实现封堵。

5)壳体底面内侧需镀覆可用于焊接的镀层，以便于T/R组件陶瓷基板大面积焊，实现可靠接地、散热与固定。