热导体的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及电子设备的表面装配组件。更具体说，涉及用于高效冷却且具有低成本电路板的高频电子元件的装配。尤其涉及在微波设备中高效地传热和消除空气间隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子设备的装配。更具体地说，本专利技术涉及用于高 效冷却的高频电子元件的装配。本专利技术尤其涉及在微波设备中高效 地传热和消除空气间隙。
技术介绍
法兰类预装件的安装在本领域是公知的。已知法兰类预装件具 有很好的热处理能力，但同时在回流焊接期间不能自动校准且在微 波频率上通常表现不佳。它们不能很好自动校准的一个原因是，焊 料或空气外围的表面张力产生的恢复运动相对于重力和空间性/不对 称产生的位移运动来说是微不足道的。为了承受来自安装螺钉的压 力，法兰类预装件必须是坚固的，坚固与优良特征和高精度结合在 一起很难在合理的成本下实现。自动校准、优良特征和高精度对于 好的微波性能是关键的。具有优良特征的预装件，下文称作优良特征预装件，例如BGA (球栅阵列)和LGA (矩栅阵列)在本领域是公知的。这些类型的 预装件关于从有源器件到预装件底部的热传递的热性能是可接受 的。各种各样的电路板在本领域也是已知的。FR4 (阻燃剂4)多层 电路板代表了电路板的一个已知的示例类型。FR4电路板是基本上 用在几乎所有的现代的高容量电子产品中。可是，它们不是特别适 于高效制冷和高机械精度。硬质背板代表了适于高效制冷和高机械精度的 一 类电路板。但是，它们是的价格远高于FR4电路板。除了通过电路板外，另一种已知的完成热传递的方法是采用对风扇强制对流来实现。回流焊接是一种已知的将部件焊接到电路板上的方法。将部件 焊接到电路板上，所述电路板可包括以前已焊接的电路板或部件。美国专利US5019941公开了具有增强的散热能力的电子组件。 散热是通过利用第一金属导体衬垫导体传导来自电子元件的热来完 成的。第一衬垫与一个或多个地面衬垫并列》文置并从而通过对流热 耦合到一个或多个地面衬垫，所述一个或多个的地面衬垫具有连接 到接地层或散热器的镀通孔。现有技术没有揭示在不降低电路可靠性情况下，从装配电路 预装件的板上散热的有效的解决方案；它尤其没有揭示适于表面 装配的热导体，所述表面装配以通过板的热通道为主要特征并且消 除或减少在板或板底边散热器之间的间隙，提供可用于装配高频的 部件或应用(例如，微波应用)的低成本板。
技术实现思路
高频电子设备的主要问题是当保持在合理的成本并具有非常高 的设备可靠性的优良的电子性能时，获得优良的热性质。当具有优良的热性质时，法兰类预装件通常不能在高频时实现 优良的电子性能(至少在不与具有研磨孔的昂贵的硬性背板结合使 用的情况下不行)。优质预装件在高频时可以实现优良的电子性能，但是强加了关 于热传递的问题。对流散热器通常需要风扇来达到期望的热传递水平。FR4电路板相对于硬性背板具有成本优势，而对于热性质后者 胜过前者。部件，而不在板上、优选地不在将要被装配的预装件上引入额外的 需求。本专利技术的一个目的是提高通过电路板的热传递。本专利技术的另 一个目的是提供用于安排不降低电路可靠性的热传 递的方法。此外， 一个目的是消除或减少板或散热器之间的间隙，而在电子元件的紧邻处不需要夹持部件。再一个目的是提供适于表面装配和回流焊接的方法。又一个目的是提供沿着适于自动装配的电路板的热传递方法。另外， 一个目的是经济地减少从热源到散热器的热阻。最后， 一个目的是提供可靠装配的电路板、热导体和散热器的方法。这些目的通过用于表面装配组件的热导体的方法和部件来实现。下面参照附图，通过示例来描述本专利技术优选的实施例。 附图说明图1示出了根据本专利技术的焊接到电路板上的示例热导体的侧视图。图2示出了根据本专利技术的夹到电路板上的示例热导体的侧视图。 图3示出了根据本专利技术的示例热导体的俯^f见图。 图4示出了根据本专利技术的示例热导体的装配的示意性流程图。 图5从俯视方向描述了根据本专利技术的具有电子元件和热传导盘 的示例4反。图6示出了根据本专利技术的连接到散热器的图5所示的示例板的 侧-f见图。具体实施例方式如
技术介绍
中所述，存在可利用的高频法兰类预装件。但是它 们相当昂贵，并且不适于表面装配组件。而且，它们需要具有孔的 金属背板，这又提高了成本。很好完成任务的精度。即使从有源器件到预装件底部的热传递处于 可接受的水平，贯穿装配它们的板上的通道也比法兰类预装件具有 较大的热阻。而且，现有的从板导出热的方法依靠具有有限的横截 面区域的通道，并且在预装件下面设置通道也存在各种限制。现有技术技术方案的另 一 个问题是即使热传递到板的与安装预装件的 一侧相反的一侧，热也需要传递到散热器。当将板固定到散热器时， 除非将板夹到散热器上，否则在板和散热器之间可能出现间隙，这 是一个真正的问题。这些间隙导致不希望有的热阻。若用螺钉将板夹紧到散热器上，则不能将它们放到预装件的紧 邻处，因为这将降低电路的可靠性，例如，存在焊接接缝破裂和板 弯曲的风险。同样， 一般对于优质预装件，贯穿的通道(贯穿板并进入到散 热器内)通常具有远高于法兰类预装件的热阻。作为现有技术中问题的 一 个解决方案的对流散热器的难题是， 为了产生显著进步，将需要强制的对流。FR4电路板的问题尤其涉及板中有限的热传导和到散热器有限 的热传导。根据本专利技术，热通道被增加到优质预装件上，因此，与现有技 术中的方法相比，在保持所要求的电性质的情况下，改善了热性能。 同样才艮据本专利技术，对于FR4电路板它也是适用的，并且不需要法兰类预装件通常需要的硬质背板。图1和图2示出了根据本专利技术一个实施例的侧视图，图3为其 俯视图。热导体"CONDUCTOR"被设计成侧面与图1所示的那个相似并且镀有适于焊接的表面涂层。优选地，它如其他任何的元件 一样被提供，用于装配在T&R内或在盘子上。热导体盘"CONDUCTOR"被加工成具有将被焊接"SOLDER"到基本上平 的电路板上的相对的腿。优选地，导体已被预成型成可使当放到电 路板上时，如图3所示，三个焊接点与电路板接触。只要具有三个 点或腿与电路板接触，即使电路板或导热盘歪斜到某一小的角度， 也能保证所有的点或腿与板接触。对于超过三个焊接点或腿的情况， 这点就不能被保证。预成型优选地可使在导热盘"CONDUCTOR" 和电路板的中心和基本上平的部件"C"之间存在小的间隙。当一个 或多个的螺钉夹紧导热盘、电路板和散热器时，这个间隙消除。参照图1，根据本专利技术优选的模式，成型的导热盘被紧密地焊接 到电子元件"IC，，例如IC (集成电路)上以被冷却。导热盘被焊接"SOLDER"到与电子元件"IC"接近的电路板"BOARD"上。优 选地，成型的导热盘和IC是装配在电路板"BOARD"上平面。导 热盘中金属的量和它的热导体性有助于热传递。分离的导热盘的使 用也有助于本专利技术机械上更耐用和更可靠。优选地，导热盘被成型 成可使导热盘的中心部件"C"分隔有小的距离，通常在数百微米的 范围内。参照图2,由于盘子的形状以及它被沿着盘子"CONDUCTOR" 的相对侧来焊接，焊接接缝上机械压力是松弛的，并且在不引起焊 接接缝破裂的情况下，盘子"CONDUCTOR"的中心区域可被夹紧 到电路板"BOARD"上。具有至少一个焊接点的完整的热传递通道 "PATH"被形成。而且，在盘的重心处的优选平面区域允许例如通 过真空喷嘴来自动装配。参照图3,导热盘"CONDUCTOR"优选地制作成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括电路板、一个或多个上高频电子元件和导热材料制成的热导体部件，其特征在于，所述热导体部件包括：至少一个腿，所述热导体部件易于沿着与平行于所述腿的延伸部分的方向垂直的方向弯曲；至少一个装配孔；所述电路板包括至少一个对应于所述热导体部件的至少一个装配孔的孔；以及通过所述热导体部件的至少一个装配孔和所述电路板的至少一个对应孔装配螺钉或螺栓，装配的螺钉或螺栓被钉牢在电路板上与热导体部件相反的一侧上的散热器中，从而向着散热器夹紧热导体部件和电路板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：O塔格曼，P利冈德，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]