一种用于解决金属散热片的天线效应的方法技术

本发明专利技术涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种用于解决金属散热片的天线效应的方法，其中包括：步骤S1、提供一设置于PCB板上的集成芯片，于集成芯片上通过一导热层设置一金属散热片；步骤S2、于集成芯片与金属散热片之间设置至少一个支撑件，至少一个支撑件连接于PCB板与金属散热片之间；步骤S3、于集成芯片与金属散热片之间设置一接地连接件，接地连接件连接于金属散热片与PCB板的接地点之间，通过调整接地连接件的高度和/或调整集成芯片与金属散热片的接触点位置与接地连接件之间的距离，以降低金属散热片的天线效应。有益效果在于：降低金属散热片的天线效应，协助设计者设计出低辐射的散热器，也可在协助工程师分析验证电子产品的EMI辐射问题。

A Method for Solving Antenna Effect of Metal Radiator

【技术实现步骤摘要】
一种用于解决金属散热片的天线效应的方法
本专利技术涉及集成电路
，尤其涉及一种用于解决金属散热片的天线效应的方法。
技术介绍
随着电子行业的发展，电子设备信号传输的速率越来越高，比如，市场上4K的显示屏接口采用高速串行接口“V-By-One”模式传输，其数据传输率已经达到2.97GHz，这样造成的电磁干扰(EMI，ElectromagnetInterference)辐射尤为突出。并且，在性能不断提升的系统中，处理系统散热变得越来越棘手，为了确保设备安全稳定的运行，用金属散热片来给集成芯片的散热已经成为业界的主流选择，但引入不当设计的金属散热片后会使得系统中的高频信号，比如高速串行接口“V-By-One”的2.97GHz的辐射问题尤为严重，显著增加了产品的研发成本和生产成本。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种用于解决金属散热片的天线效应的方法。具体技术方案如下：一种用于解决金属散热片的天线效应的方法，其中包括：步骤S1、提供一设置于PCB板上的集成芯片，于所述集成芯片上通过一导热层连接一金属散热片；步骤S2、于所述集成芯片与所述金属散热片之间设置至少一个支撑件，至少一个所述支撑件连接于所述PCB板的地与所述金属散热片之间；步骤S3、于所述集成芯片与所述金属散热片之间设置一接地连接件，所述接地连接件连接于所述金属散热片与所述PCB板的地之间，通过调整所述接地连接件的高度和/或调整所述集成芯片与所述金属散热片的接触点位置与所述接地连接件之间的距离，以降低所述金属散热片的天线效应。优选的，于所述步骤S2中，至少一个所述支撑件分别垂直于所述PCB板与所述金属散热片。优选的，于所述步骤S2中，所述PCB板与所述金属散热片之间设置两个所述支撑件。优选的，所述金属散热片成矩形，两个所述支撑件分别设置于所述矩形的一组对角。优选的，于所述步骤S3中，所述接地连接件分别垂直于所述PCB板与所述金属散热片。优选的，所述接地连接件为金属片或金属线或金属条或金属板或金属连接件或金属型材。优选的，每个所述接地连接件的高度通过以下公式表示：1/4λ＝L1+L2+H；其中，H用于表示所述接地连接件的高度；λ用于表示天线辐射的波长；L1用于表示所述金属散热片的宽度；L2用于表示所述金属散热片的长度。优选的，所述接地连接件的高度至少设置为6mm。优选的，产生天线效应的所述金属散热片的的输入阻抗通过以下公式表示：其中，λ0用于表示自由空间的波长；β用于表示所述金属散热片在谐振频率时的传播常数；S用于表示所述集成芯片与所述金属散热片的接触点位置与所述接地连接件之间的距离；L1用于表示所述金属散热片的宽度；L2用于表示所述金属散热片的长度；使所述集成芯片与所述金属散热片的接触点位置与所述接地连接件之间的距离不等于产生天线效应的所述金属散热片的阻抗匹配时S的取值。优选的，所述金属散热片的形状包括H型或扁平型或波浪纹型或鳍片型。本专利技术的技术方案有益效果在于：公开一种用于解决金属散热片的天线效应的方法，通过在PCB板与金属散热片之间设置接地连接件，通过调整接地连接件的高度和/或通过调整集成芯片与金属散热片的接触点位置与接地连接件之间的距离，以降低金属散热片的天线效应，并且可以协助设计者设计出低辐射的H形散热器，也可在协助工程师分析验证电子产品的EMI辐射问题。附图说明参考所附附图，以更加充分的描述本专利技术的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本专利技术范围的限制。图1为现有技术中，关于电磁信号在空间辐射方式的传播波形图；图2a-2c为现有技术中，关于天线辐射原理图；图3为现有技术中，关于1/2对称振子的结构示意图；图4a-4c为现有技术中，关于散热片产生辐射的示意图；图5为现有技术中，关于PIFA天线的结构示意图；图6为现有技术中，关于PIFA天线的近似模型的结构示意图；图7为现有技术中，关于PIFA天线的等效模型的结构示意图；图8为本专利技术的实施例的用于解决散热片的天线效应的方法的步骤流程图；图9为本专利技术的实施例的用于解决散热片的天线效应的方法的PIFA天线的结构示意图；图10为本专利技术的实施例的用于解决散热片的天线效应的方法的接地连接件的结构示意图；图11为本专利技术的实施例的集成芯片与金属散热片的接触点位置与接地连接件之间的输入阻抗的曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。目前，电磁波在空中是以电场和磁场相互转化的方式传播的，电磁波在空间辐射的方式，如图1所示，其中包括三个表征参数，波长λ、速度V、频率f的关系式为，λ＝V/f，其中V为光在空气中的传播速度。比如，当导线上有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关，如果导线位置相距很近，且其上产生的感应电动势几乎可以抵消，则辐射会比较微弱；当两根导线张开，此时由于两根导线的电流方向相同，由两根导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强；当导线的长度远小于波长λ时，导线的电流很小，辐射很微弱；但当导线的长度增大到可与波长相似时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射，如2a-2c所示。通常将该情况下能产生显著辐射的直导线称为振子，其中，半波振子就是天线中较简单的一种，因其长度约为半个波长，故被称为半波振子；两臂长度相等的振子叫做对称振子，如图3所示，全长与波长相等的振子，称为全波对称振子。然而，在现有技术中，理论和实践表明，结合图4a-4c所示，当天线的长度为无线电波信号波长的1/4倍数时，天线的发射和接收效率最高，因此，当散热片的尺寸，包括散热片的长度尺寸，散热片的宽度尺寸等，和信号的1/4波长成特定比例或者整数倍时，散热片在紧贴集成芯片时，辐射源和散热片之间是紧密贴在一起，这样利于散热，故辐射源和散热片之间的耦合电容不可忽略，该电容的大小与芯片和散热片直接的接触面积相关，其感应耦合到辐射源的信号，而对于H形散热片，由于散热片紧贴集成芯片，即辐射源，故在散热片上形成感应电动势，此时也可以形成偶极振子天线，如果此时散热片尺寸满足该要求，使得发射网络匹配，产生谐振，则耦合的电磁波会以最大的辐射功率发射出去。进一步地，为了固定金属散热片，会在PCB板上设置一固定柱，此时，可以得到截面图如图4c所示，当加入固定柱后，整个金属散热片形成的半波天线变换成了PIFA天线(PlanarInvertedF-SharpedAntennae)，即平面倒形F天线。结合图5、6、7所示，由于整个PIFA天线的形状像个倒置的英文字母F而得名，它的基本结构包括4个部分：接地平面、辐射单元、短路金属片及同轴馈线，其典型的结构如图5所示，其中，接地平面可以作为反射面，辐射单元是与接地平面平行的金属片，短路金属片用于连接辐射单元和接地平面，同轴馈线用于信号传输。PIFA天线的传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于解决金属散热片的天线效应的方法，其特征在于，包括：步骤S1、提供一设置于PCB板上的集成芯片，于所述集成芯片上通过一导热层连接一金属散热片；步骤S2、于所述集成芯片与所述金属散热片之间设置至少一个支撑件，至少一个所述支撑件连接于所述PCB板的地与所述金属散热片之间；步骤S3、于所述集成芯片与所述金属散热片之间设置一接地连接件，所述接地连接件连接于所述金属散热片与所述PCB板的地之间，通过调整所述接地连接件的高度和/或调整所述集成芯片与所述金属散热片的接触点位置与所述接地连接件之间的距离，以降低所述金属散热片的天线效应。

【技术特征摘要】
1.一种用于解决金属散热片的天线效应的方法，其特征在于，包括：步骤S1、提供一设置于PCB板上的集成芯片，于所述集成芯片上通过一导热层连接一金属散热片；步骤S2、于所述集成芯片与所述金属散热片之间设置至少一个支撑件，至少一个所述支撑件连接于所述PCB板的地与所述金属散热片之间；步骤S3、于所述集成芯片与所述金属散热片之间设置一接地连接件，所述接地连接件连接于所述金属散热片与所述PCB板的地之间，通过调整所述接地连接件的高度和/或调整所述集成芯片与所述金属散热片的接触点位置与所述接地连接件之间的距离，以降低所述金属散热片的天线效应。2.根据权利要求1所述的用于解决金属散热片的天线效应的方法，其特征在于，于所述步骤S2中，至少一个所述支撑件分别垂直于所述PCB板与所述金属散热片。3.根据权利要求1所述的用于解决金属散热片的天线效应的方法，其特征在于，于所述步骤S2中，所述PCB板与所述金属散热片之间设置两个所述支撑件。4.根据权利要求3所述的用于解决金属散热片的天线效应的方法，其特征在于，所述金属散热片成矩形，两个所述支撑件分别设置于所述矩形的一组对角。5.根据权利要求1所述的用于解决金属散热片的天线效应的方法，其特征在于，于所述步骤S3中，所述接地连接件分别垂直于所述PCB板与所述金属散热片。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩小江，尹秋峰，张坤，
申请(专利权)人：晶晨半导体深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44