CN107481983A - 一种微波功率管封装外壳、制作方法及冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微波功率管封装外壳、制作方法及冷却系统，采用刻饰底板内部形成冷却液流过的微流道，底板设置有与微流道连通的进液口和出液口；底板包括若干层叠压的微流道底板，其中中部微流道底板通过刻蚀或冲压形成进液流道、微流道和出液流道；其中进液流道一端与底板的进液口连接，另一端与微流道的进液口连接，微流道的出液口与出液流道的一端连接，该出液流道与底板的出液口连接；冷却液通过进液流道流入微流道，流过微流道的冷却液吸收底板的热量并通过出液流道流出，不断的将底板的热量带走，起到良好的散热。根据功率管的发热功率，通过控制冷却液的流速、进液温度等，能够很好地适应各种发热功率的功率管，适用范围广。

Description

一种微波功率管封装外壳、制作方法及冷却系统
技术领域
本发明涉及的微波功率管封装技术领域，具体是一种使用微流道冷却结构的微波功率管封装外壳及其制作方法。
背景技术
用于封装硅功率管或功率管的微波大功率管外壳通常采用金属热沉焊接陶瓷框结构，二者所形成的气密性腔体为芯片和内部电路提供机械支撑和保护。陶瓷框上焊接有金属引线实现输入输出馈电端口和相互隔离。热沉采用高热导率且热膨胀系数与陶瓷匹配的铜基复合材料，成为器件主要的散热通道并保证外壳处于安全可靠的低应力状态。
但是现有的微波大功率管外壳，如申请人为中国电子科技集团公司第五十五研究所，公开号为CN103441077A的专利申请，采用三明治结构的铜基复合材料热沉，虽然具有良好的散热效果，但是对于长时间工作的微波大功率管，散热效率和散热功率还是捉襟见肘。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种使用微流道冷却结构的微波功率管封装外壳，采用冷却液循环散热，大大提高散热效率和散热功率。
本发明还公开了微波功率管封装外壳制作的方法以及采用该微波功率管封装外壳的冷却系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种微波功率管封装外壳，包括底板，所述底板内部设置有冷却液流过的若干组微流道，所述底板设置有与所述微流道连通的进液口和出液口；
所述底板包括若干层叠压的微流道底板，其中中部微流道底板通过刻蚀或冲压，共同围成冷却液依次流过的若干个进液流道、微流道和出液流道；
其中进液流道一端与所述底板的进液口连接，另一端与所述微流道的进液口连接，所述微流道的出液口与所述出液流道的一端连接，该出液流道与所述底板的出液口连接。
有益效果：微波功率管封装外壳包括用于散热的底板，底板内部设置微流道，微流道通过进液流道、出液流道与外界连通。冷却液通过进液流道流入微流道，流过微流道的冷却液吸收底板的热量并通过出液流道流出，不断的将底板的热量带走，起到良好的散热。
根据功率管的发热功率，通过控制冷却液的流速、进液温度等，能够很好地适应各种发热功率的功率管，适用范围广。
进一步，所述底板的安装面上焊接有若干个位于所述微流道上方用于安装功率管的环框，所述环框设置有若干个射频馈通端子或低频馈通端子，在环框内设置好功率管后，环框的顶部采用盖板封装。
采用进一步技术方案的有益效果：设置环框，便于设置和封装功率器件。
进一步，所述底板由五层叠压的微流道底板高温焊接而成；
其中中部三层微流道底板中的任意一层或相邻两层之间通过刻蚀或冲压形成进液流道和出液流道；
中部三层微流道底板中的任意一层、相邻两层或三层，形成冷却液流过的若干组微流道，单个微流道的横截面积小于等于1mm2等于，每组微流道中单个微流道的数目大于5个。
采用进一步技术方案的有益效果：底板由叠压的微流道底板高温焊接而成，气密性好。单个微流道的横截面积小于等于1mm2等于，每组微流道中单个微流道的数目大于5个，因为原则上微流道的数目越多，横截面积越小越好，这样能够增大接触面积，冷却液能够充分接触微流道的内壁，便于迅速散热。但是微流道的横截面积越小制作工艺越复杂，废品率会更高，因此需要综合考虑实际需求和成本之间的矛盾。
进一步，还包括安装在所述底板安装面的接口装置，该接口装置用于将所述进液口和出液口与液冷循环系统连接。
采用进一步技术方案的有益效果：设置接口装置，便于与液冷循环系统之间的装配。
进一步，所述底板厚度为1.2-3.0mm。
采用进一步技术方案的有益效果：底板厚度直接影响着制作工艺和产品体积等，厚度在1.2-3.0mm为最佳。
微波功率管封装外壳的制作方法，选用三层以上微流道底板，对用作中部的微流道底板进行刻蚀或冲压，用作底板安装面的上层微流道底板上开设进液口和出液口；
刻蚀或冲压完成后，微流道底板依次顺序叠压，并高温焊接，中部的微流道底板形成冷却液依次流过的若干个进液流道、微流道和出液流道；其中进液流道一端与上层微流道底板的进液口连接，一端与微流道的进液口连接，述微流道的出液口与出液流道的一端连接，该出液流道与上层微流道底板的出液口连接；
在靠近所述微流道的上层微流道底板表面高温焊接射频馈通端子或低频馈通端子，以及环框，最终形成封装外壳的底板；
进一步，还包括封装的步骤；在环框内安装功率管，安装完成后在环框的顶部开口处焊接用于将所述功率管封装的盖板。
进一步，所述底板由五层叠压的微流道底板高温焊接而成；中部三层微流道底板中的任意一层或相邻两层之间通过刻蚀或冲压形成进液流道和出液流道；中部三层微流道底板中的任意一层、相邻两层或三层，形成冷却液流过的若干组微流道，单个微流道的横截面积小于等于1mm2等于，每组微流道中单个微流道的数目大于5个。
进一步，所述环框采用平行缝焊或激光焊接在所述环框的上部。
一种冷却系统，其特征在于，采用微波功率管封装外壳，该微波功率管封装外壳的进液口和出液口与液冷循环系统连接，冷却液采用乙二醇流体或蒸馏水。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为底板的结构示意图；
图3为底板的内部结构图。
1、底板，2、微流道，3、进液口，4、出液口，5、进液流道，6、出液流道，7、环框，8、接口装置，9、射频馈通端子。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1-图3所示，一种微波功率管封装外壳，选用五层导热性能良好的微流道底板，对用作中部的三层微流道底板进行刻蚀或冲压，用作底板1安装面的上层微流道底板上开设进液口3和出液口4；五层微流道底板依次叠压高温焊接，保证气密性，形成底板1。
其中中部三层微流道底板中的任意一层或相邻两层或者三层通过刻蚀或冲压形成进液流道5和出液流道6；中部三层微流道底板中的任意一层、相邻两层或三层，形成冷却液流过的微流道2，优选位于底部的两层刻饰形成微流道2。
一共形成四组微流道，单个微流道2的横截面积小于等于1mm2等于，每组微流道2中单个微流道2的数目大于5个。
进液流道5一端与上层微流道底板的进液口3连接，进液流道5另一端与微流道2的进液口连接，微流道2的出液口与出液流道6的一端连接，该出液流道6与上层微流道底板的出液口4连接。
在底板1的安装面上焊接有两个位于所述微流道2上方用于安装功率管的环框7，环框7设置有射频馈通端子9或低频馈通端子，在环框7内设置好功率管后，环框7的顶部焊接盖板封装。
一种基于微波功率管封装外壳冷却系统，该微波功率管封装外壳的进液口 3和出液口4与液冷循环系统连接，冷却液采用乙二醇流体，启动液冷循环系统，液冷循环系统的动力泵提供冷却液流动的动力，冷却液流动不断的散热。
冷却液可以选用乙二醇流体、蒸馏水或者其他能够比热容较大适合用作冷却液的液体。
最后需要说明的是，以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微波功率管封装外壳，其特征在于，包括底板(1)，所述底板(1)内部设置有冷却液流过的若干组微流道(2)，所述底板(1)设置有与所述微流道(2)连通的进液口(3)和出液口(4)；
所述底板(1)包括若干层叠压的微流道底板，其中中部微流道底板通过刻蚀或冲压，共同构成冷却液依次流过的若干个进液流道(5)、微流道(2)和出液流道(6)；
其中进液流道一端与所述底板(1)的进液口(3)连接，进液流道另一端与所述微流道(2)的进液口连接，所述微流道(2)的出液口与所述出液流道的一端连接，该出液流道与所述底板(1)的出液口(4)连接。
2.根据权利要求1所述的微波功率管封装外壳，其特征在于，所述底板(1)的安装面上焊接有若干个位于所述微流道(2)上方用于安装功率管的环框(7)，所述环框(7)设置有若干个射频馈通端子或低频馈通端子，在环框(7)内设置好功率管后，环框(7)的顶部采用盖板封装。
3.根据权利要求1所述的微波功率管封装外壳，其特征在于，所述底板(1)由五层叠压的微流道底板高温焊接而成；
其中中部三层微流道底板中的任意一层或相邻两层之间通过刻蚀或冲压形成进液流道(5)和出液流道(6)；
中部三层微流道底板中的任意一层、相邻两层或三层，形成冷却液流过的若干组微流道(2)，单个微流道(2)的横截面积小于等于1mm2等于，每组微流道(2)中单个微流道(2)的数目大于5个。
4.根据权利要求1所述的微波功率管封装外壳，其特征在于，还包括安装在所述底板(1)安装面的接口装置(8)，该接口装置(8)用于将所述进液口(3)和出液口(4)与液冷循环系统连接。
5.据权利要求1-4项权利要求所述的微波功率管封装外壳，其特征在于，所述底板厚度为1.2-3.0mm。
6.微波功率管封装外壳的制作方法，其特征在于，
选用三层以上微流道底板，对用作中部的微流道底板进行刻蚀或冲压，用作底板(1)安装面的上层微流道底板上开设进液口(3)和出液口(4)；
刻蚀或冲压完成后，微流道底板依次顺序叠压，并高温焊接，中部的微流道底板形成冷却液依次流过的若干个进液流道、微流道(2)和出液流道；其中进液流道一端与上层微流道底板的进液口(3)连接，一端与微流道(2)的进液口连接，所述微流道(2)的出液口与出液流道的一端连接，该出液流道与上层微流道底板的出液口(4)连接；
在靠近所述微流道(2)的上层微流道底板表面高温焊接射频馈通端子或低频馈通端子，以及环框(7)，最终形成封装外壳的底板。
7.根据权利要求6所述的微波功率管封装外壳的制作方法，其特征在于，还包括封装的步骤；
在环框(7)内安装功率管，安装完成后在环框(7)的顶部开口处焊接用于将所述功率管封装的盖板。
8.根据权利要求6所述的微波功率管封装外壳的制作方法，其特征在于，所述底板(1)由五层叠压的微流道底板高温焊接而成；中部三层微流道底板中的任意一层或相邻两层之间通过刻蚀或冲压形成进液流道和出液流道；中部三层微流道底板中的任意一层、相邻两层或三层，形成冷却液流过的若干组微流道(2)，单个微流道(2)的横截面积小于等于1mm2等于，每组微流道(2)中单个微流道(2)的数目大于5个。
9.根据权利要求7所述的微波功率管封装外壳的制作方法，其特征在于，所述环框(7)采用平行缝焊或激光焊接在所述环框(7)的上部。
10.一种冷却系统，其特征在于，采用微波功率管封装外壳，该微波功率管封装外壳的进液口(3)和出液口(4)与液冷循环系统连接，冷却液采用乙二醇流体或蒸馏水。
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