【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及封装，更具体地讲，涉及一种毫米波固态功率放大器的封装结构及方法。
技术介绍
1、现有技术中的毫米波固态放大器一般采用混合集成工艺制造；采用金属封装方式进行封装，芯片一般采用导热率较高的钎料焊接在热沉上，然后再将热沉焊接或粘接或机械固定在封装盒体中，其它部位采用微组装混合集成工艺常用手段进行装配，最终形成功率放大器整件；
2、上述装配模式对于低频段的固态功率放大器而言，可实现可靠地制造；
3、然而，当固态放大器的频段进行毫米波段时，装配精度对电性能的影响逐渐明显；主要表现为射频通道装配界面对损耗和驻波的影响增大，特别是芯片的热沉与封装盒体之间的装配界面；
4、在目前的封装结构下，只能通过控制加工精度和装配精度来改善；在不改变封装结构的情形下，提高加工精度和装配精度带来的射频信号传输性能改善有限。
5、目前工程化应用的主流固态功率放大器主要从两个方面来改善产品射频通道传输性能；一是在封装结构设计上，尽可能提高射频通道的加工精度和配合精度；二是在装配过程中，采用自动化装配来提高装配精度；具体的，芯片的热沉是后装配在封装结构体上的，故此热沉四周必然和封装结构体上有一物理缝隙，该缝隙一般在0.2mm-0.3mm。在高频微波信号传输时，该缝隙会增大传输损耗。
6、然而当固态功率放大器的频率达到w频段时，传统的从设计和装配上来提升射频通道传输损耗的方法所起到的作用不太显著。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是
2、本专利技术解决技术问题所采用的解决方案是：
3、一方面：
4、本专利技术公开了一种毫米波固态功率放大器的封装结构，包括设置有热沉区域且采用铝合金制备的封装主体结构、设置在封装主体结构上与封装主体结构一体成型且与封装主体结构之间不形成间隙的热沉；
5、所述热沉呈层状结构且位于热沉区域，包括采用铝基碳化硅复合材料制备的上层结构、以及采用金刚石/铝复合材料制备且位于上层结构的底部的下层结构。
6、在一些可能的实施方式中，
7、所述铝基碳化硅复合材料中的碳化硅颗粒的直径为30μm-60μm，碳化硅颗粒的体积分数为42%-65%。
8、在一些可能的实施方式中，
9、所述金刚石/铝复合材料中的金刚石颗粒的直径为40μm-200μm，金刚石颗粒的体积分数为55%-60%。
10、在一些可能的实施方式中，
11、所述上层结构远离下层结构一侧的侧面与封装主体结构的内侧面共面。
12、在一些可能的实施方式中，
13、所述上层结构的厚度为a，a=0.08mm-0.1mm；所述下层结构的底部与封装主体结构的底部之间的距离为d，d=0.1mm-0.2mm。
14、在一些可能的实施方式中，
15、还包括粘贴或烧结在上层结构上的芯片、功放组件、以及用于将封装主体结构封闭的盖体。
16、在一些可能的实施方式中，
17、所述热沉在x轴方向和y轴方向的尺寸均大于芯片的外轮廓尺寸，且均大于0.1mm。
18、另一方面：
19、本专利技术还公开了一种如以上所述的毫米波固态功率放大器的封装结构的封装方法，具体包括以下步骤：
20、步骤s1：绘制封装结构的图纸；
21、步骤s2：采用粉末冶金的方式做出封装结构的雏形；
22、步骤s3：对雏形进行精加工、镀涂金属层；
23、步骤s4：芯片、功放组件安装；
24、步骤s5：盖体组装，完成制备。
25、在一些可能的实施方式中，所述步骤s2包括以下步骤：
26、步骤s21：按照图纸，采用铝合金粉末、铝基碳化硅复合材料、金刚石/铝复合材料分别进行封装主体结构、上层结构、下层结构的压合；
27、步骤s22：将压合后的封装主体结构、上层结构、下层结构进行组装并包套紧固，形成一个整体；
28、步骤s23：将整体放入热等静压设备进行热等静压；其中，温度为400℃-600℃，压力为10mpa-150mpa，保温时间为1h-10h；
29、步骤s24:将步骤s23处理后的产品进行热处理和淬火处理；
30、其中，热处理时，温度为500℃-530℃，时间为2.5h-3.5h；
31、淬火处理时，温度为5℃-30℃，时间为10s-15s；
32、步骤s25:退火处理；其中，温度为170℃-180℃，处理时间为7h-8h，获得封装结构的雏形。
33、在一些可能的实施方式中，所述步骤s3具体包括以下步骤：
34、步骤s31：采用线切割或电火花加工或铣削方式对雏形进行精加工，获得封装结构体；
35、步骤s32：采用化学镀或电镀的方式，在封装结构体的表面镀涂金属层。
36、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
37、本专利技术通过采用粉末冶金的方式实现封装主体结构、上层结构、下层结构形成一个整体；从而使得上层结构与下层结构所形成的热沉与封装主体结构之间不会形成装配间隙，芯片直接装配在封装结构的热沉区域，减少了一级过渡，消除了热沉与封装主体结构的界面；不但提高了芯片的散热通道的散热效率，很大程度上改善了射频通道的传输性能，降低高频传输损耗；
38、本专利技术中通过采用铝基碳化硅复合材料制备的上层结构，并采用金刚石/铝复合材料制备下层结构，两者层叠设置形成热沉；下层结构设置在上层结构与封装主体结构之间；上层结构的设置将有效的保证封装结构的整体可机械加工成型性和高效的镀涂性；同时金刚石/铝复合材料将保证芯片的散热通道效率和热膨胀系数匹配性；
39、本专利技术中通过热沉与封装主体结构的一体成型，使得热沉和封装结构体之间在宏观结构和电性能上没有界面，并在材料微观上形成有材料成分变化的界面，该材料成分变化的界面不会影响射频信号传输的损耗，但是会降低热沉和封装结构之间的热阻，提高芯片的散热效率。
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1.一种毫米波固态功率放大器的封装结构，其特征在于，包括设置有热沉区域且采用铝合金制备的封装主体结构、设置在封装主体结构上与封装主体结构一体成型且与封装主体结构之间不形成间隙的热沉；
2.根据权利要求1所述的一种毫米波固态功率放大器的封装结构，其特征在于，所述铝基碳化硅复合材料中的碳化硅颗粒的直径为30μm-60μm，碳化硅颗粒的体积分数为42%-65%。
3.根据权利要求1所述的一种毫米波固态功率放大器的封装结构，其特征在于，所述金刚石/铝复合材料中的金刚石颗粒的直径为40μm-200μm，金刚石颗粒的体积分数为55%-60%。
4.根据权利要求1所述的一种毫米波固态功率放大器的封装结构，其特征在于，所述上层结构远离下层结构一侧的侧面与封装主体结构的内侧面共面。
5.根据权利要求1所述的一种毫米波固态功率放大器的封装结构，其特征在于，所述上层结构的厚度为A，A=0.08mm-0.1mm；所述下层结构的底部与封装主体结构的底部之间的距离为D，D=0.1mm-0.2mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种毫米波固态功
7.根据权利要求6所述的一种毫米波固态功率放大器的封装结构，其特征在于，所述热沉在X轴方向和Y轴方向的尺寸均大于芯片的外轮廓尺寸，且均大于0.1mm。
8.一种封装方法，其特征在于，基于权利要求1-7任一项所述的毫米波固态功率放大器的封装结构，具体包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种封装方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种封装方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种毫米波固态功率放大器的封装结构，其特征在于，包括设置有热沉区域且采用铝合金制备的封装主体结构、设置在封装主体结构上与封装主体结构一体成型且与封装主体结构之间不形成间隙的热沉；
2.根据权利要求1所述的一种毫米波固态功率放大器的封装结构，其特征在于，所述铝基碳化硅复合材料中的碳化硅颗粒的直径为30μm-60μm，碳化硅颗粒的体积分数为42%-65%。
3.根据权利要求1所述的一种毫米波固态功率放大器的封装结构，其特征在于，所述金刚石/铝复合材料中的金刚石颗粒的直径为40μm-200μm，金刚石颗粒的体积分数为55%-60%。
4.根据权利要求1所述的一种毫米波固态功率放大器的封装结构，其特征在于，所述上层结构远离下层结构一侧的侧面与封装主体结构的内侧面共面。
5.根据权利要求1所述的一种毫米波固态功率放大器的封装结构，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔西会，方杰，黎康杰，李文，彭颐豫，许冰，张坤，孔欣，张人天，胡助明，何东，王强，敬小东，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：
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