[发明专利]一种GaN基射频器件的封装结构

说明书

本发明公开了包括基板、设置在基板上GaN芯片以及与基板合围将GaN芯片密封的封装结构，所述封装结构包括封装壳体、设置在封装壳体内部顶端的散热组件以及均匀设置在封装壳体顶部的散热翅片，其中，所述封装壳体顶部两侧设置有向中心倾斜的斜面；所述散热组件包括呈框型的散热壳体，所述散热壳体的底部呈波浪状。本发明由于散热壳体的底部呈波浪状，提高与封装壳体与封装壳体空气的接触面积，提高散热效果，并且根据热空气会上浮的现象，热空气会聚集到散热壳体底部的波峰位置处，然后通过进气管进入散热管内部，散热管吸收空气热量，使得空气温度降低，冷空气发生下沉通过出气管排出，使得封装壳体内部空气自动流动。

技术领域

本发明涉及封装结构技术领域，具体为一种GaN基射频器件的封装结构。

背景技术

5G无线通信、雷达、无人机、卫星等领域的快速发展为射频前端电子器件带来了更为广泛的需求，波谱处理复杂化、高性能、小体积、高集成、轻量化既是微波和毫米波系统重要发展趋势更是面临的主要挑战。自2006年起，随着美国DARPA微系统所提出的先进SiCMOS技术与InP等异质集成技术的突破性进展，演示验证了异质集成是突破技术局限的不二技术选择。与InP基、GaAs基等器件相比，GaN HEMT器件拥有最高的Johnson因数，可应用于更高频率、更大功率，是支撑未来高功率射频和微波通信、宇航和军事系统等必不可少的关键器件，因而，GaN异质集成技术已成为当前国际重要发展方向。

目前，针对GaN器件封装的传统散热技术仍主要为风冷散热技术和热沉散热技术。风冷散热技术即利用空气带走热量的冷却方式实现散热，其中包括自然冷却和强制冷却。自然冷却技术由于冷却成本低且无需涉及维护问题，广泛应用于温度控制要求不高、热流密度不大的低功耗器件；强制冷却技术则主要借助风扇等散热装置强迫周边空气流动以实现散热的一种方式，主要优点是减小了空气冷却系统的体积，且其散热量是自然冷却散热量的10倍。但对于大功率GaN器件来讲，风冷散热技术仅依靠传导和对流的风冷散热器已经接近其导热极限，其散热极限能力仅能实现将节点与环境热阻降低到0.5℃/W，冷却效率低；而且风扇等增强对流传热的散热装置较微电子芯片显然直径过大，GaN器件散热空间有限，从而限制了散热性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GaN基射频器件的封装结构以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种GaN基射频器件的封装结构，包括基板、设置在基板上GaN芯片以及与基板合围将GaN芯片密封的封装结构，所述封装结构包括封装壳体、设置在封装壳体内部顶端的散热组件以及均匀设置在封装壳体顶部的散热翅片，其中，所述封装壳体顶部两侧设置有向中心倾斜的斜面；

所述散热组件包括呈框型的散热壳体，所述散热壳体的底部呈波浪状，散热壳体的顶部与封装壳体顶部相互适配，所述散热壳体内部对应波谷位置处的水平设置有散热管，所述散热壳体内部对应波峰位置处均匀倾斜设置有进气管，且进气管一端延伸与散热管连通，进气管的另一端与封装壳体内部连通，所述散热管的底部均匀垂直设置有出气管，且出气管的底端延伸至散热壳体底部，所述散热壳体的内部填装有冷却液；

所述散热翅片的内部气体液化腔，且气体液化腔两端朝向中心向下倾斜，所述散热壳体顶部的两端与气体液化腔之间均匀设置有漏斗管一，所述散热壳体的中心与气体液化腔中心之间均匀设置有漏斗管二，其中，所述漏斗管一大孔径位于散热壳体的一端，漏斗管二的大孔径位于气体液化腔的一端。

优选的，所述进气管与出气管的位置相互交错。

优选的，所述冷却液采用二硫化碳。

优选的，所述冷却液的液面高于散热管的高度。

优选的，所述散热管的高度高于散热壳体底部波峰的高度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：