用于射频部件的多层冷却结构制造技术

一种装置(100)包括：在第一位置处具有射频(RF)结构(108、114)的电路板(102)，该RF结构由电路板的导电迹线形成；载热体(118)；以及将电路板(102)和载热体(118)彼此耦合的多层冷却结构(116)，该多层冷却结构(116)包括在第一位置处邻近RF结构的第一叠层(120)以及位于第二位置处的第二叠层(122、132)，第一叠层(120)包括邻近载热体(118)的介电层(126)以及将介电层(126)和电路板(102)彼此耦合的热界面材料(TIM)(124)，介电层(126)的导热性和刚性比TIM(124)更高，第二叠层(122、132)包括邻近载热体(118)的金属层(134)以及将金属层(134)和电路板(102)彼此耦合的TIM(136)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于射频部件的多层冷却结构
本文件总体上涉及一种用于射频部件的多层冷却结构。
技术介绍
一些射频(RF)功率部件或模块包括诸如电感器、变压器或传输线的平面功率RF结构。在操作期间，这样的RF功率部件可能会产生大量的热量。因此，可能会要求或需要对RF功率部件进行冷却。一些RF部件的工作频率在微波范围内(例如，300MHz至300GHz)或更高。对于这样的RF部件，可以将散热器直接结合至实施有RF部件的印刷电路板(PCB)。在这种情况下，金属散热器与RF部件相对紧密地靠近是可接受的，因为RF部件需要电感元件的相对较低的电感和/或传输线的相对较低的阻抗。对于更低的频率可能不是这种情况。
技术实现思路
在第一方面中，一种装置包括：电路板，其在第一位置处具有射频(RF)结构，该RF结构由电路板的导电迹线形成；载热体；以及将电路板和载热体彼此耦合的多层冷却结构，该多层冷却结构包括在第一位置处邻近RF结构的第一叠层以及位于第二位置处的第二叠层，第一叠层包括邻近载热体的介电层以及将介电层和电路板彼此耦合的热界面材料(TIM)，介电层的导热性和刚性比TIM更高，第二叠层包括邻近载热体的金属层以及将金属层和电路板彼此耦合的TIM。实施方式可包含以下任何一个或全部特征。TIM包括导热垫、粘合剂、粘结膜、基质纤维集料、焊料和黏胶中的至少一种。RF结构具有中心开口，所述装置还包括在电路板上与中心开口对准的至少一个部件。RF结构包括电感器、变压器和传输线中的至少一种。电路板具有面对多层冷却结构的第一层和与该第一层相对的第二层。RF结构位于第一层处。介电层包括陶瓷材料和铁磁性陶瓷材料中的至少一种。介电层和金属层具有共同的形状。介电层和金属层具有共同的尺寸。所述装置还包括位于金属层的表面上的镀层。镀层包括锡和金中的至少一种。多层冷却结构包括位于电路板和载热体之间的两个以上的叠层。所述装置还包括安装到金属层上的功率部件。所述装置还包括在电路板中用于容纳功率部件的凹部。在第二方面中，一种装置包括：印刷电路板，其在第一表面的第一位置处具有射频(RF)结构，该印刷电路板具有与第一表面相对的第二表面，RF结构由印刷电路板的导电迹线形成并且包括电感器、变压器和传输线中的至少一种；载热体，其包括散热器和水冷板中的至少一种；以及将印刷电路板和载热体彼此耦合的多层冷却结构，该多层冷却结构包括在第一位置处邻近RF结构的第一叠层以及位于第二位置处的第二叠层，第一叠层包括耦合至载热体的介电垫以及将介电垫和印刷电路板彼此耦合的热界面材料，该热界面材料包括导热垫、粘合剂、粘结膜、基质纤维集料、焊料和黏胶中的至少一种，介电垫的导热性和刚性比热界面材料更高，第二叠层包括耦合至载热体的金属层，该金属层耦合至印刷电路板的第一表面，第一叠层邻近第二叠层。附图说明图1示出了装置的例子。图2示出了电路板的例子。图3示出了框架的例子。图4示出了框架岛的例子。图5至图8示出了组件的例子。图9A至图9B示出了具有电感器的装置的例子。图10A至图10B示出了具有变压器的装置的例子。图11A至图11B示出了具有传输线的装置的例子。图12示出了图1中的装置的另一个例子。图13A至图13C示出了具有电路板的布置的例子。具体实施方式本文描述了可以构建在散热器和电路板(例如，PCB)之间的冷却叠层的例子。在一些实施方式中可以提供平面RF结构的冷却。可以为平面RF功率结构提供强制冷却。可以提供混合层叠层对平面RF功率结构进行冷却。具有低于微波范围的频率(例如，在约几分之一MHz至约100MHz的范围内)的RF电路可能通常比较高频率的电路具有更高的电感部件的电感和/或传输线的阻抗。与这种较低频率相关联的装置的例子包括但不限于用于RF功率输送的发生器。例如非限制性地，RF功率发生器例如可用于以下领域：半导体制造；LED显示器或LCD的制造；薄膜沉积，包括针对诸如太阳能电池板的光伏系统；诸如在回旋加速器中的等离子体研究；工业或医疗应用；和/或激光电源。由于亚微波RF发生器中较高的电感和/或较高的阻抗，将导电性散热器或其他机械式载热体直接结合到PCB上(这些载热体通常连接至接地电位)是不可能的或不实际的。由于RF部件的磁场与载热体中的涡流的磁场相消叠加，这种金属部件的紧密设置会显著地减小电感或阻抗。此外，使PCB更厚可能不是可接受的方案，因为热阻通常过高，使得冷却不充分。可以提供多层冷却结构，其包括与导热性PCB材料相比不同但导热性更好的材料。在一些实施方式中，电路板可结合到包括以一个或多个切口或空腔为特征的框架的多层冷却结构上。例如，该多层冷却结构可以安装到载热体上。可以在需要具有良好导热性但电绝缘的附加空间的多层冷却结构中提供空腔。例如，可以将空腔设置为邻近诸如电感元件或传输线的RF结构。空腔可以至少部分地填充有一个或多个导热性良好的嵌体(例如，板)，并且在电路板和嵌体之间填充有一种或多种热界面材料。该热界面材料至少在生产过程期间是柔软的。例如，如果使用黏胶或层压材料，则在已经补偿了高度公差之后随后使热界面层硬化。热界面材料还可以或替代地设置在嵌体与散热器或其他载热体之间。这种叠层可以在对电感和/或阻抗没有显著的不利影响的情况下提供RF结构的冷却。电路板的例如设置有不具有电感特性的部件的另一个区域可以通过框架形成的另一个叠层直接冷却。这可以提供热扩散以及热阻的减小。可以相应地选择框架和/或这种叠层的其他部分的厚度。图1示出了装置100的例子。装置100可以是根据本文描述的任何例子的RF装置的一部分。装置100包括电路板102。在一些实施方式中，电路板102是PCB。例如，电路板102可以具有对装置100的部件进行形成和/或连接的导电迹线。电路板102可以包括顶层104。顶层104可以包括这里出于说明的目的而在图中示意性示出的电路板102的一个或多个部件和/或导电迹线。在一些实施方式中，部件106可以被认为是“集总”部件。例如，示意性示出的部件106可以代表至少一个电容器和/或至少一个电阻器。装置100的一些部件可以包括RF结构并且可以通过具有一种或多种频率(诸如，亚微波频率)的信号来工作。例如，已经放大的高功率信号可以通过无源部件来匹配针对功率晶体管的负载阻抗和/或提供滤波。在一些实施方式中，RF结构108可以包括或作为电感器、变压器或传输线的一部分。例如，RF结构108可以由电路板102的导电迹线(例如，铜迹线)形成。顶层104可以形成在电路板102的芯部110处。在一些实施方式中，芯部110可以包括PBC基板。电路板102可以包括形成在芯部110处的底层112。底层112可以包括电路板102的一个或多个部件和/或导电迹线。在一些实施方式中，RF结构114可以包括或作为电感器、变压器或传输线的一部分。例如，RF结构114可以由电路板102的导电迹线(例如，铜迹线)形成。术语“顶”和“底”仅针对所提供的视图出于说明性目的而使用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，其包括：/n电路板，其在第一位置处具有射频结构，所述射频结构由所述电路板的导电迹线形成；/n载热体；以及/n多层冷却结构，其将所述电路板和所述载热体彼此耦合，所述多层冷却结构包括在所述第一位置处邻近所述射频结构的第一叠层以及位于第二位置处的第二叠层，所述第一叠层包括邻近所述载热体的介电层以及将所述介电层和所述电路板彼此耦合的热界面材料，所述介电层的导热性和刚性比所述热界面材料更高，所述第二叠层包括邻近所述载热体的金属层以及将所述金属层和所述电路板彼此耦合的所述热界面材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，其包括：
电路板，其在第一位置处具有射频结构，所述射频结构由所述电路板的导电迹线形成；
载热体；以及
多层冷却结构，其将所述电路板和所述载热体彼此耦合，所述多层冷却结构包括在所述第一位置处邻近所述射频结构的第一叠层以及位于第二位置处的第二叠层，所述第一叠层包括邻近所述载热体的介电层以及将所述介电层和所述电路板彼此耦合的热界面材料，所述介电层的导热性和刚性比所述热界面材料更高，所述第二叠层包括邻近所述载热体的金属层以及将所述金属层和所述电路板彼此耦合的所述热界面材料。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述热界面材料包括导热垫、粘合剂、粘结膜、基质纤维集料、焊料和黏胶中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述射频结构具有中心开口，所述装置还包括在所述电路板上与所述中心开口对准的至少一个部件。


4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述射频结构包括电感器、变压器和传输线中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电路板具有面对所述多层冷却结构的第一层和与所述第一层相对的第二层。


6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述射频结构位于所述第一层处。


7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述介电层包括陶瓷材料和铁磁性陶瓷材料中的至少一种。


8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述介电层和所述金属层具有共同的形状。


9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈·格雷德，丹尼尔·格鲁纳，安东·拉班克，
申请(专利权)人：康姆艾德公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH