CN102638958B - 兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置和安装方法,包括：一散热底座；一PCB板，紧覆于散热底座的上表层，其上开有可供射频功率放大器位于其中的中孔，该中孔形状与射频功率放大器的封装外形结构匹配，沿该中孔的围边布有一对输入、输出管脚焊盘和一对接地焊盘；一U形固定座，包括一中部的U形座体，U形座体的上两侧带有端耳，该U形座体的内凹槽为功率放大器提供固定位，两侧的端耳带有固定孔；通过螺丝或螺栓实现U形固定座、PCB板与散热底座三者的连接；利用该安装装置可以提供低成本的功率放大器的安装方法，而且能确保功率放大器接地及散热良好，提高性能一致性，而且便于生产装配。

Description

兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置及安装方法

技术领域

本发明涉及通信设备领域，更具体的说，涉及一种通信设备射频功率放大器安装装置及利用其实现安装的方法。

背景技术

射频功率放大器是各种无线发射机的重要组成部分，在发射系统中，射频功率放大器输出功率的可以大至数百瓦。所以，射频功率放大器的接地阻抗和散热效果决定了整个放大器工作的可靠性和成本，而其安装及固定方法就极其关键。

射频功率放大器选用专用的功率放大模块，接地效果和散热性能都有保障，但成本较高，而且每一种专用功率放大器模块都需要特定的安装结构来配合，给设备的整体结构设计带来较大限制。使用成本较低的通用射频放大管来设计高可靠性放大器，有重要的应用价值。

通常现成的功放模块都是功放厂商设计并制造的，是直接把射频功率放大器焊接在一块散热基片上，散热基片与功放内部地连接。在安装时，散热铜片与PCB板的接地铜箔直接接触，有较低的接地阻抗，散热铜片与散热底座之间加导热的软衬垫以提高功放的散热性能。这种方式为功放模块专用，器件采购成本较高，结构设计受到功放模块形状限制，不灵活。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置,利用其固定安放射频功率放大器,不仅可以提供低成本的功率放大器的安装方法，而且能确保功率放大器接地及散热良好，提高性能一致性，而且便于生产装配。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置，具有一散热底座，在散热底座的上表面开有一供功率放大器卧进的凹槽；

一PCB板，紧覆于散热底座的上表层，该PCB板上开有可供射频功率放大器位于其中的中孔，该中孔的形状与射频功率放大器的封装外形结构相互匹配，在PCB板上沿该中孔的围边布有一组焊盘，该组焊盘包括一对输入、输出管脚焊盘和一对接地焊盘，PCB板上还开设有一对连接用固定孔，所述的一对接地焊盘用于供射频功率放大器接地管脚的连接，所述的输入、输出管脚焊盘用于供射频功率放大器输入、输出管脚的连接；

一U形固定座，包括一中部的U形座体，U形座体的上两侧带有端耳，该U形座体的内凹槽为射频功率放大器提供固定位，两侧的端耳上带有固定孔；

通过螺丝或螺栓实现U形固定座、PCB板与散热底座三者的连接，其中，所述U形固定座的两端耳分别固定在PCB板上的接地焊盘上。

所述兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置的接地管脚的焊盘焊在PCB中孔的侧壁上。

所述射频功率放大器安装装置的U形固定座的U形座体壁厚至少达到材料不形变的厚度；两侧端耳的板厚为可形变的厚度；该U形座体壁厚大于3毫米；两侧端耳形变度大于0.2毫米。

所述射频功率放大器安装装置，其特征在于：所述的U形固定座由导电导热材料制成。

所述射频功率放大器固定装置的U形座体内的固定位面积大小与所安装的功率放大器的接地面总面积大小相适配，所述功率放大器焊接在该固定位上。

所述兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置的U形固定座的U形座体两侧纵壁上分别开有上下贯通的垂直固定通孔，经穿过该垂直固定通孔的螺钉将U形固定座与散热底座紧固连接。

所述兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置的U形座体的凹面与所述射频功率放大器的接地面平齐，所述U形座体的两个端耳所在平面与所述射频功率放大器的输入、输出信号引脚平齐。

所述兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置中，在散热底座安放U形固定座的凹槽内均匀涂覆导热硅胶层。

本发明的另一目的是提供一种射频功率放大器的安装方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用前述实现射频功率放大器安装的方法，其方法步骤如下：

1)先将PCB板固定在散热底座上，使PCB板的中孔开设位置与散热底座上的凹槽相对应；

2)然后将U形固定座卧进散热底座上表面的凹槽内，使U形固定座上两侧的端耳位置与PCB板的一对接地焊盘位置相对应，并对齐两者上的固定孔位置，用螺钉通过固件拧紧，使U形固定座与PCB板紧固连接；如果U形固定座侧壁厚且开有上下贯通的垂直固定通孔，则用螺钉穿过该固定通孔将U形固定座与散热底座紧固连接；

3)将射频功率放大器放入U形固定座的内凹槽中，并将射频功率放大器的输入、输出管脚正确焊接在PCB板的输入、输出管脚焊盘上；将射频功率放大器的接地管脚直接焊接在U形座体的凹面上。

所述实现射频功率放大器安装的方法中，在散热底座安放U形固定座的内凹槽上预先均匀涂覆导热硅胶层更佳。

射频功率放大器的安装是成本和性能难以平衡的难题，本发明提供了一种既能长久良好接地而又能兼顾散热的安装装置和安装方法。

本发明的优点是：

1)成本较低，本发明把散热和接地封装在一起的射频功率放大器的成本价格是其他封装功率放大器的一半以下；

2)结构简单，易于生产；

3)安装简单，易于操作；

4)保证良好散热的同时，由于合理巧妙的安装步骤，使功率放大器管脚焊接到PCB后几乎不受到变形应力，使用性能更稳定；

5)接地管脚的焊盘焊在PCB的侧壁上，使射频功率放大器接地管脚直接与PCB侧壁接地焊盘焊接的创新焊接方法，加强了射频功率放大器的散热能力，而且接地阻抗小，并避免了传统接触式接地因接触面氧化而引起的接地不良现象，保证了长久的良好的接地。

附图说明

图1为现有射频功率放大器结构示意图。

图2为本发明射频功率放大器安装装置一实施例结构示意图。

图3为图2的俯视图(未安装射频功率放大器)。

图4为U形固定座结构示意图(俯视)。

下面结合附图及具体实施例对本发明做详细进一步说明。

具体实施方式

图1所示的是现有射频功率放大器2的结构示意图，其包括中部的射频功率放大器本体及输入、输出管脚管脚21、22和接地管脚23、24。

图2示出了本发明射频功率放大器固定装置一实施例的结构。图中亦给出了射频功率放大器放在PCB板上相应的位置示意。该实施例中，射频功率放大器固定装置主要由散热底座6、PCB板3和U形固定座1组成。U形固定座1通过至少一对调节螺丝组4与PCB板3实现连接，还可附加一组加强型的调节螺丝组5。射频功率放大管2的输入、输出管脚分别焊接在PCB板3的焊盘上。

参见图2至图3，该实施例中的PCB板3紧贴于散热底座6的上表层，该PCB板3上开有可供功率放大器位于其中的中孔，该中孔的形状与射频功率放大管的封装外形结构相互匹配，沿该中孔的围边布有一组焊盘，该组焊盘包括一对输入、输出管脚焊盘和一对接地焊盘，PCB板上还开设有一对连接用固定孔。

图4示出了U形固定座的结构及在PCB板上相应位置，图8直观的示出了U形固定座的结构，包括一中部的U形座体11，U形座体的上两侧带有端耳12，该U形座体的内凹槽为射频功率放大器提供固定位；此U形固定座为导电导热的金属材质，向两边延伸的部分(端耳)上设有固定孔(螺丝通孔)13，对应在PCB板3及散热底座6上也设有对应位置的螺丝孔，用于将射频功率放大器2、PCB板3及散热底座6固定在一起；U形座体11的纵壁上还设置了加强型的螺丝通孔14，PCB板3上用于固定U形固定座的端耳是不阻焊的。所述散热外壳上设有安装U形固定座的凹槽。凹槽面用于焊接射频功率放大器：将射频功率放大器平放散热底座6焊接在U形固定座的底槽上，输入输出管脚朝向两侧，接地管脚与U形固定座的侧壁直接相接，用焊锡焊牢固焊接，将U形固定座6凹口朝上安装在散热底座6上，并用螺丝固定好。

本发明还有一关键的技术创新，是将U形座体11(U形固定座的凹槽部分)设计得较厚而不易形变，而且凹槽的两端纵向侧壁上设置了螺丝通孔14，可以直接将凹槽部分通过调节螺丝组5直接固定在散热底座6上，保证了U形固定座的的底座部分与散热底座6的充分对接；向两侧延伸部分(端耳)而设计的较薄易形变，可以通过螺丝4打紧在PCB板上后利用形变保证良好的接地，并且很好地解决了两侧固定后底槽向上拱起的问题。设计将U形固定座的U形座体侧纵向壁厚至少达到材料不形变厚度及将两侧端耳的板厚达到可达形变厚度可以由现有技术实现，此处不赘述。

本实施例中：U形固定座6的材料为导电导热材料，如铜，表面做防氧化处理。为减少变形，U形座体壁厚大于3毫米同时，固定螺丝直接打在竖直墙上，也可以减少变型；侧耳部分要求易变性，侧耳通过变型可以很好地克服加工公差，要求形变度大于0.2毫米。

本实施例的技术方案特点是：使射频功率放大器紧压在散热底座上，且射频功率放大器不受张力及外部压力，可以很好地保护射频功率放大器，不会因压力过大而损坏射频功率放大器，保证了良好散热的同时，由于合理巧妙的安装步骤，使射频功率放大器管脚焊接到PCB后几乎不受到形变应力。

利用前述安装装置实现射频功率放大器安装方法的具体步骤是：

1)采用的散热底座上表面开有一凹槽，该凹槽可容U形固定座的中部U形座体卧进；

2)先将PCB板固定在散热底座上，使PCB板的中孔开设位置与散热底座上的凹槽相对应；

3)在散热底座安放U形固定座的凹槽上均匀涂覆导热硅胶层，然后将U形固定座卧进散热底座上表面的凹槽内，使U形固定座上两侧的端耳位置与PCB板的一对接地焊盘位置相对应，并对齐两者上的固定孔位置，用螺钉通过固件(如垫片)拧紧，使U形固定座与PCB板紧固连接；如果U形固定座侧壁厚而开有上下贯通的垂直固定通孔，则用螺钉穿过该固定通孔将U形固定座与散热底座紧固连接；

4)将射频功率放大器放入U形固定座的内凹槽中，输入输出管脚朝向两侧，并正确焊接在PCB板的输入、输出管脚焊盘上；将射频功率放大器的接地管脚直接焊接在U形固定座的两内侧纵向壁上。

Claims (6)

1. 一种兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置，具有一散热底座，其特征在于：

在散热底座的上表面开有一供射频功率放大器卧进的凹槽；

一PCB板，紧覆于散热底座的上表层，该PCB板上开有可供射频功率放大器位于其中的中孔，该中孔的形状与射频功率放大器的封装外形结构相互匹配，在PCB板上沿该中孔的围边布有一组焊盘，该组焊盘包括一对输入、输出管脚焊盘和一对接地焊盘，PCB板上还开设有一对连接用固定孔，所述的一对接地焊盘用于供射频功率放大器接地管脚的连接，该接地焊盘焊在PCB中孔的侧壁上；所述的输入、输出管脚焊盘用于供射频功率放大器输入、输出管脚的连接；

一U形固定座，包括一中部的U形座体，U形座体的上两侧带有端耳，该U形座体的内凹槽为射频功率放大器提供固定位，两侧的端耳上带有固定孔, 该U形固定座由导电导热材料制成；

通过螺丝或螺栓实现U形固定座、PCB板与散热底座三者的连接，其中，所述U形固定座的两端耳分别固定在PCB板上的接地焊盘上；所述U形固定座的U形座体壁厚至少达到材料不形变的厚度，在该U形座体两侧纵壁上分别开有上下贯通的垂直固定通孔，经穿过该垂直固定通孔的螺钉将U形固定座与散热底座紧固连接。

2.根据权利要求1所述的兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置，其特征在于：所述U形固定座的两端耳的板厚为可形变的厚度。

3.根据权利要求2所述的兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置，其特征在于：所述U形座体壁厚大于3毫米；所述两侧端耳形变度大于0.2毫米。

4.根据权利要求1所述的兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置，其特征在于：所述U形座体内的固定位面积大小与所安装的射频功率放大器的接地面总面积大小相适配，所述射频功率放大器焊接在该固定位上。

5.根据权利要求1所述的兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置，其特征在于：所述U形座体的凹面与所述射频功率放大器的接地面平齐，所述U形座体的两个端耳所在平面与所述射频功率放大器的输入、输出信号引脚平齐。

6.根据权利要求1所述的兼顾散热和接地的射频功率放大器安装装置，其特征在于：在散热底座安放U形固定座的凹槽内均匀涂覆导热硅胶层。