微波外壳用氧化铝陶瓷制备技术研究

发布时间：2018-01-03 17:27

  本文关键词：微波外壳用氧化铝陶瓷制备技术研究　出处：《东南大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：微波外壳技术的提升对微波器件发展具有重要的意义。微波外壳具有为所封装芯片提供机械支撑、电气互连和环境保护的作用,同时还在整个器件(模块)中起着微波信号传输、散热通道、电磁屏蔽、信号处理、电源管理等作用,外壳的寄生参量影响着器件及电路性能的发挥,并直接参与了器件及电路模块的工作,因此微波外壳和器件(模块)芯片的关系可以说是密不可分。介质材料在微波外壳的研制过程中作用显著,以典型微波功率管IB外壳为例,介质材料采用氧化铝陶瓷,外壳类型为金属墙—陶瓷绝缘子结构,该微波陶瓷绝缘子的性能优越与否直接到最终微波器件的性能指标,其插入损耗、电压驻波比就直接决定了微波信号的传输损耗情况。本文以满足后期研制微波外壳使用为前提,通过适当的陶瓷制备工艺改进与优化,达到了降低氧化铝陶瓷介质损耗的先期目的。以此为技术基础,通过HTCC工艺开展了氧化铝陶瓷在微波外壳中的实际使用、评价工作。利用三维电磁仿真HFSS软件对IB外壳进行了设计和优化。通过在微带线与带状线之间增加过渡结构,有效改善了陶瓷绝缘子50Ω微波传输端口的传输特性,降低了插入损耗与电压驻波比；通过对外壳的内腔结构局部优化与尺寸调整,在特定使用频带内消除了谐振。获得了在特定使用频带内插损小于0.3dB,电压驻波比小于1.3的较好仿真结果。并对实际产品进行了测试,测试结果与仿真结果具有较高的一致性.基于外壳结构和热设计的相关理论和方法,利用通用有限元分析软件Ansys建立了微波外壳结构和散热分析模型,对IB外壳进行了钎焊状态下的结构应力仿真以及在典型大功率芯片封装应用时的散热效果仿真,通过调整外壳的底板、框架的外形轮廓、配合间隙及冷却条件,得到优化后的外壳内应力分布情况,外壳的最大内应力下降到201MPa,外壳所封装器件额定输出功率时芯片的最高结温为147℃,能够满足所封装器件正常工作的散热要求。
[Abstract]:In this paper , the microwave shell structure and the heat dissipation analysis model are designed and optimized by means of the HTCC process . The microwave shell structure and the heat dissipation model are optimized . The structure of the shell is improved and optimized . The maximum internal stress of the shell is reduced to 20MPa , the maximum junction temperature of the chip is 147 鈩，

本文编号：1374881