一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装结构制造技术

技术编号:18499825 阅读:7 留言:0更新日期:2018-07-21 21:31
本发明专利技术公开了一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装结构,包括分体式的盒体、一个及以上功能单元;所述盒体包括内腔式壳体、一个及以上平板式盖板;所述壳体包括一个及以上的内腔,封装时,所述内腔由盖板密封连接;所述内腔底面与盖板内侧面上均组装一个功能单元,所述盒体(壳体或盖板)为至少三种不同成分的硅铝合金堆叠而成。本发明专利技术的有益效果:实现了微波模块内部的立体组装与封装,较传统的只在壳体内腔底面组装元器件的微波模块,集成度提高到2~4倍;采用硅铝合金,体积小、质量轻、热应力可靠性高、散热性能好。

A stereo assembly and packaging structure of microwave module based on silicon aluminum alloy box body

The invention discloses a microwave module stereoscopic assembly and encapsulation structure based on a silicon aluminum alloy box body, including a split body box body, one and more functional units. The box body includes an inner cavity shell, one or more flat cover plates, and the shell comprises one and more inner cavities. The inner cavity is covered by a cover plate. A functional unit is assembled on the bottom of the cavity and the side of the cover plate, and the box body (shell or cover plate) is stacked for at least three different components of silicon and aluminum alloy. The beneficial effect of the invention is as follows: the three-dimensional assembly and packaging of the microwave module are realized, and the integration degree is increased to 2~4 times compared to the traditional microwave module that only assembles the components at the bottom of the inner cavity of the shell, and the silicon aluminum alloy is small in volume, light in mass, high in thermal stress and good in heat dissipation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装结构
本专利技术涉及一种电子封装技术,尤其涉及的是一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装结构。
技术介绍
现代机载、星载雷达系统功能多、载荷轻、空间小、功耗低,体现为雷达系统工程研究的轻量化、集成化、高可靠等技术要求迫切。作为现代雷达如相控阵雷达、星载SAR雷达系统重要组成部分的T/R组件及其他微波模块,其能占据整部雷达成本的60-70%,也往往是雷达系统中集成度、轻量化、可靠性要求最高的组成部分,如何设计满足质量、体积、集成度、功耗散热等要求的T/R组件等微波模块意义重大。为了满足上述质轻、体积小、集成度高、匹配散热等要求,同时兼顾电子封装密封指标要求,目前行业内开发出一类优秀的新型铝基电子封装材料——高硅铝合金材料(目前牌号有CE7、CE9、CE11、CE13、CE17),较成熟的盒体材料及封装设计形式为:壳体选用硅、铝含量各50%(质量分数)的硅铝材料(简写50Si50Al,牌号CE11)、盖板选用硅含量27%的铝硅材料(简写27Si73Al,牌号CE17)。这样的CE11壳体、CE17盖板封装搭配形式优点主要有:1)材料密度小,微波模块质量轻;2)CE11壳体热膨胀系数与后期封装的散热热沉、裸芯片、电子基板等的热膨胀系数匹配良好;3)牌号CE11与CE17的硅铝合金激光封焊成品率高,密封性能好,满足了机载、星载雷达严苛的使用环境要求。然而这种微波模块的封装设计形式集成度仍然有限,只能在所述的壳体这一单一的腔体内进行二维组装或封装包括热沉、裸芯片、元器件、基板等电子电路,无法满足相控阵雷达中微波多芯片模块对三维、立体组件高集成度的迫切要求。另,常规的三维堆叠或立体组装的微波多芯片模块,多是简单、机械的重复式堆叠,集成度不高且无法直接气密封装。为了解决这些难题,这里提出一种基于硅铝合金的盒体的微波模块立体组装与封装结构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种实现轻质、小体积、高集成度、三维立体组装的基于硅铝合金的盒体的微波模块立体组装与封装结构。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的:本专利技术包括分体式的盒体、两个及以上功能单元、一个及以上用于隔开相邻两个功能单元的隔筋;所述盒体包括内腔式壳体、一个及以上平板式盖板;所述壳体包括一个及以上的内腔,封装时,所述内腔由盖板密封连接;所述内腔底面与盖板内侧面上均组装一个功能单元。优选的,所述盒体为至少三种不同成分梯度的硅铝合金堆叠而成,内腔底面与功能单元接触部分的材质与盖板的内侧面与功能单元接触部分的材质相同。优选的,所述壳体为至少三种不同成分梯度的硅铝合金堆叠而成的一体化层状结构,盖板为与内腔底面材质相同的单一材质制成;层状结构包括为至少一个底层、一个及以上中间层、一个及以上顶层,且堆叠顺序为底层、中间层、顶层,封装时,顶层与盖板封装在一起,且底层、中间层、顶层的材质中硅含量依次降低。优选的,所述底层、中间层、顶层均为一个,所述底层材质为50Si50Al,顶层材质为27Si73Al,中间层为42Si58Al。优选的,所述盖板为至少三种不同成分梯度的硅铝合金堆叠而成的一体化包围结构,壳体为单一材质制成;所述包围结构从内往外依次为中心区、过渡区、外围区,且中心区、过渡区、外围区的材质中硅含量依次降低,所述中心区的材质与壳体材质相同。优选的,所述中心区材质为50Si50Al,过渡区为42Si58Al,外围区为27Si73Al。优选的,所述内腔为一个,盖板为一个,所述盖板激光封焊在内腔开口处。优选的,所述内腔为两个,盖板为两个,所述盖板分别激光封焊在两个内腔开口处。优选的,所述壳体外围设置若干用于连接支座的支耳,所述每个支耳上设置连接孔;所述盒体表面覆盖一层金属薄层,所述金属为导电金属;还包括连接器,焊接在盒体外侧,所述连接器包括低频连接器、射频连接器。优选的,所述功能单元包括实现特定的电讯功能的电子基板及电子基板上的热沉、裸芯片、元器件、连接器。本专利技术相比现有技术具有以下优点:(1)本专利技术所述的微波模块封装设计,采用基于三维堆叠梯度硅铝合金的微波模块内立体组装、封装设计,结构由硅铝梯度合金材料的内腔式的壳体与单一成份的硅铝合金材料的平板式的盖板封装组成或由硅铝梯度合金材料的平板式的盖板与单一成份的硅铝合金材料的内腔式的壳体封装组成,壳体、盖板表面改性,壳体、盖板上均可封装集成电子基板、散热热沉、裸芯片、元器件、连接器等,实现了微波模块内部立体组装与封装,较传统的只在壳体内腔底面组装元器件的微波模块,集成度提高到2~4倍,极大地解决了微波模块集成度要求高的技术难题;(2)该微波模块封装设计,结构由硅铝合金材料的壳体与硅铝合金材料的盖板组成,可实现激光气密封焊,气密指标满足国军标(如GJB548B-2005)要求,该设计可以实现立体封装结构的微波模块气密封装指标要求;(3)该微波模块封装设计,壳体、盖板材料均为硅铝合金材料,密度范围2.4~2.7g/cm3,相比于常规封装材料(如柯伐4J29,密度8.2g/cm3),重量大大降低,满足了微波模块轻质化需求;(4)该微波模块封装设计,壳体、盖板材料均为硅铝合金材料,热膨胀系数范围11~17ppm/K,其中牌号CE11合金热膨胀系数~11ppm/K,其与后期组装的散热热沉、裸芯片、电子基板等热膨胀系数相近,匹配度高,满足热应力可靠性要求;(5)该微波模块封装设计,壳体、盖板材料均为硅铝合金材料,热导率(25℃)范围150~177Wm-1K-1,满足高发热密度微波模块电子器件散热需求;(6)该盒体采用的是连续性梯度分布的铝硅合金,以使得铝硅合金在不同的位置具有不同的热导性、不同的热膨胀系数和不同的机械性能,能够满足作为封装材料的不同需求。附图说明图1是本专利技术一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装结构即实施例一的爆炸示意图;图2是图1的结构示意图;图3是本专利技术实施例二的爆炸示意图;图4是图3的结构示意图;图5是本专利技术实施例三的爆炸示意图;图6是图5的结构示意图;图7是本专利技术实施例四的爆炸示意图;图8是图7的结构示意图。盖板1、壳体2、支耳21、功能单元3、第一功能单元31、第二功能单元32、第三功能单元33、第四功能单元34、连接器4、低频连接器41、射频连接器42、隔筋5具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明,本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示,本专利技术包括分体式的盒体、两个及以上功能单元3、一个及以上用于隔开相邻两个功能单元的隔筋5;所述功能单元3以及隔筋5被密封设置在盒体中。所述盒体包括内腔式壳体2、一个及以上平板式盖板1;所述壳体2包括一个及以上的内腔,封装时,所述功能单元3以及隔筋5设置在壳体2的内腔中,所述盖板1盖在内腔的顶面,所述内腔由盖板1密封;所述内腔底面与盖板2内侧面上均组装一个功能单元3,这两个功能单元3之间设置所述隔筋5。所述盒体2为至少三种不同梯度的硅铝合金堆叠而成的一体化层状结构,且内腔底面与功能单元接触部分的材质与盖板1的内侧面与功能单元接触部分的材质相同。盒体2的结构可以有两种情况:第一种情况:所述壳体2为至少三种本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装结构,其特征在于,包括分体式的盒体、两个及以上功能单元、一个及以上用于隔开相邻两个功能单元的隔筋;所述盒体包括内腔式壳体、一个及以上平板式盖板;所述壳体包括一个及以上的内腔,封装时,所述内腔由盖板密封连接;所述内腔底面与盖板内侧面上均组装一个功能单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装结构,其特征在于,包括分体式的盒体、两个及以上功能单元、一个及以上用于隔开相邻两个功能单元的隔筋;所述盒体包括内腔式壳体、一个及以上平板式盖板;所述壳体包括一个及以上的内腔,封装时,所述内腔由盖板密封连接;所述内腔底面与盖板内侧面上均组装一个功能单元。2.根据权利要求1所述的一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装结构,其特征在于,所述盒体为至少三种不同成分梯度的硅铝合金堆叠而成;且内腔底面与功能单元接触部分的材质与盖板的内侧面与功能单元接触部分的材质相同。3.根据权利要求1所述的一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装结构,其特征在于,所述壳体为至少三种不同成分梯度的硅铝合金堆叠而成的一体化层状结构,盖板为与内腔底面材质相同的单一材质制成;所述层状结构包括为至少一个底层、一个及以上中间层、一个及以上顶层,且堆叠顺序为底层、中间层、顶层,封装时,顶层与盖板封装在一起,且底层、中间层、顶层的材质中硅含量依次降低。4.根据权利要求3所述的一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装结构,其特征在于,所述底层、中间层、顶层均为一体化结构,所述底层材质为50Si50Al,顶层材质为27Si73Al,中间层为42Si58Al。5.根据权利要求1所述的一种基于硅铝合金盒体的微波模块立体组装与封装...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈奇海霍绍新孙浩殷东平宋夏陈兴国王传伟周明智
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第三十八研究所
类型:发明
国别省市:安徽,34

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