[发明专利]一种星载固态功放大功率微波器件散热方法

说明书

本发明涉及一种星载固态功放大功率微波器件散热方法，具体步骤包括：载体选择：将半导体器件待焊接在载体上，选用热导率高于440w/mk的载体材料；载体材料加工及表面处理：将载体材料加工为大尺寸的板状结构，确保载体表面凹坑或压痕深度不超过0.03mm，表面毛刺或凸起高度不超过0.03mm；载体表面分别镀镍及银；将半导体器件焊接在载体上，通过X光机检查载体组件焊接面质量，使焊接面的空洞率不大于30％。本发明选用热导率高于440w/mk的载体材料，在焊接过程控制焊接面的空洞率不大于30％，提高了大功率半导体微波器件热传导路径上的热导率，从而降低了半导体器件的工作结温。

技术领域

本发明涉及一种星载固态功放大功率微波器件散热方法，属于大功率半导体器件散热技术领域。

背景技术

随着对卫星有效载荷技术的不断发展，系统对固态功率放大器也提出了许多新的需求。整体来看，随着导航、抗干扰、大功率星载雷达等技术的发展，对卫星载荷的下行输出功率有更高的要求。在以往功能相对简单、转发器数量较少的系统中，可通过简单地增加功率部件数量并结合功率合成方式来实现较高功率的输出，但由于输出需要进行功率合成，部件产品的体积和设计复杂度随之提高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种星载固态功放大功率微波器件散热方法，解决星载高功率固放高热流密度半导体器件散热问题。

本发明解决技术的方案是：

一种星载固态功放大功率微波器件散热方法，具体步骤包括：

S1：载体选择：将半导体器件待焊接在载体上，选用热导率高于440w/mk的载体材料；

S2：载体材料加工及表面处理：将载体材料加工为大尺寸的板状结构，确保载体表面凹坑或压痕深度不超过0.03mm，表面毛刺或凸起高度不超过0.03mm；载体表面分别镀镍及银；

S3：将半导体器件焊接在载体上：

S3.1剖洗载体焊接面；

S3.2机壳搪锡预置锡：在热台上用焊片对机壳的焊接部位进行搪锡，确保焊接面被焊料全覆盖；

裁剪与焊接面等大的焊片，擦洗焊片后两面涂助焊剂，将焊片铺平放在机壳焊接位置，焊片充分熔化后，用吸锡绳将焊料表面一层氧化膜刮掉，水平将机壳从热台上拿下冷却；

S3.3载体搪锡：

将镀银基板放在热台上，裁剪与载体焊接面等大的焊片，擦洗焊片后两面涂助焊剂并放在镀银基板上，焊片熔化后，将载体底部在镀银基板上充分摩擦，使载体底部均匀沾满焊料，随后，顺着一个方向水平将载体组件从镀银基板上拉出，并冷却载体组件；

S3.4焊接件准备及焊接：

在载体底面、机壳焊接面涂助焊剂后，将载体组件放在机壳焊接位置，将待焊接件放入真空焊接炉中进行焊接并进行表面清洗，通过X光机检查载体组件焊接面质量，使焊接面的空洞率不大于30％。

进一步的，载体材料线性热膨胀系数介于6～10ppm/℃。

进一步的，载体材料抗弯强度不低于300MPa。

进一步的，载体表面镀镍厚度2.5～11.4um。

进一步的，在镍层上镀银厚度大于7um。

进一步的，焊片尺寸为0.05-0.15mm。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明选用热导率高于440w/mk的载体材料，在焊接过程控制焊接面的空洞率不大于30％，提高了大功率半导体微波器件热传导路径上的热导率，从而降低了半导体器件的工作结温。

附图说明