CN106130575A - 发射机的散热结构 - Google Patents

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Abstract

本发明在于提供一种结构简单、散热效果好的发射机的散热结构，包括集成电路板，集成电路板的正面设有功率放大器、射频芯片和电源芯片，集成电路板的背面铺设有金属箔，集成电路板上分别开设有供功率放大器、射频芯片、电源芯片的底部连通金属箔的孔道，每个孔道内充满有导热粘贴剂，集成电路板的背面通过连接件固定有散热器且铝制散热器与金属箔紧贴。

Description

发射机的散热结构
技术领域
本发明涉及一种电设备的外壳或结构零部件，尤其涉及一种发射机的散热结构。
背景技术
无线影音传输***是具有无线发射和接收图像、声音功能的收发机，主要包括发射机(Tx)和接收机(Rx),在核对频率下通过天线发射、接收，共用公共频率有2.4GHz和5.8GHz频段。其中，发射机(Tx)由射频模块,和电源模块组成且呈层叠结构，射频模块包括射频电路板(PCB)和设置在射频电路板(PCB)上的射频芯片，由于一般的射频芯片输出功率比较低(如10Mw),无法满足产品性能要求，所以通常加载功率放大器(PA)使射频芯片功率增大，但功率放大器(PA)发热特别快，并且当其温度上升到100℃以上(民用级)会出现烧毁故障，故功率放大器(PA)的温度直接影响发射机(Tx)性能的优劣以及寿命的长短。
目前常见的一种发射机(Tx)机A：如图1和2，电源模块11和射频电路板(PCB)12整合为层叠结构，射频电路板(PCB)12因背部也贴装了电子器件，所以需悬空安装在屏蔽盖13内并用大量焊锡封住以使其稳固，功率放大器(PA)14底部设有穿透1.6mm厚度的射频电路板(PCB)12的小孔，但因小孔过细，在机器焊接过程中容易形成虚焊(即使手工补焊也很困难)；导热硅胶片15连接在射频电路板(PCB)12背面(功率放大器(PA)14正对位置)与屏蔽盖13之间，散热器16贴装在屏蔽盖13上面，散热器16贴装在屏蔽盖13之间的缝隙填充导热硅脂15，功率稍大一点的功率放大器(PA),需要在散热器16上安装风扇17来加速散热。Tx机A的散热路径风险分析：一、由于PA底部有穿透PCB的细小孔，但PCB板太厚致使小孔的路径太长，在机器焊接过程中，很难把细小孔灌满焊锡，小孔中间很容易形成气泡，运行产生的热量难以通过焊锡快速传导到PCB板背部；二、导热硅胶：它的导热系数较低，且与它的厚度有关，厚度越大导热性能越低，导热系数低导致热量无法尽快传导出去而形成积累，使PA温度越来越高而影响它的性能与寿命；三、导热硅脂：很常见且很好的导热性能，但相对于铝导热系数来说还是很低的，现状是涂抹的导热硅脂太多太厚，导致铝制散热器基本上没有直接和屏蔽盖接触(或接触的很少)，减缓了屏蔽盖上的热量快速传导到散热器的进程；四、散热器：正面被电源模块和风扇阻挡，没有更大面积的裸露在外，需要从散热器两侧面散热，使其散热效果大打折扣；五、风扇：工作时的震动影响载机的稳定性、功耗大加重供电设备的负担、风扇电机寿命短间接影响Tx寿命。
目前常见的另一种发射机(Tx)机B：如图3和4，射频电路板(PCB)22反面与电源模块21反面用几个连接点焊接，层叠固定，电源模块21正面裸露在外，通过连接线或焊接点给射频电路板(PCB)22供电或其他衍生功能，屏蔽盖23(铁导热系数：80W/m·K)贴装于厚1.6mm的射频电路板(PCB)22上，主发热源功率放大器(PA)25的顶部与屏蔽盖23之间由导热硅胶片26填充连接，主发热源功率放大器(PA)25的热量通过导热硅胶片26，传导到屏蔽盖23上散热，如功率稍微大点，就在屏蔽盖23上再加装散热器、甚至风扇。Tx机B的散热路径风险分析：一、加装风扇，给载机增加重量、风扇电机寿命短间接使Tx寿命缩短、震动使载机不稳、消耗的电流直接导致供电设备使用时间缩短；二、仅仅对PA芯片进行散热，射频芯片也是发热体而忽略，导致射频芯片在高温下影响性能。
综上所述，亟需一种散热效果好以保障性能稳定的发射机。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明在于提供一种结构简单、散热效果好的发射机的散热结构。
为了解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的发射机的散热结构，包括集成电路板，所述集成电路板的正面设有功率放大器、射频芯片和电源芯片，所述集成电路板的背面铺设有金属箔，所述集成电路板上分别开设有供功率放大器、射频芯片、电源芯片的底部连通金属箔的孔道，每个孔道内充满有导热粘贴剂，所述集成电路板的背面通过连接件固定有散热器且所述铝制散热器与所述金属箔紧贴。
进一步的，所述孔道内壁上镀有铜层。
进一步的，所述金属箔为铜箔。
进一步的，所述导热粘贴剂是锡银膏、银膏、锡膏或其组合，或者导热粘贴剂是是合金或金属。
进一步的，所述散热器为铝制散热器，所述连接件为依次穿过铝制散热器、集成电路板的螺钉，且所述螺钉末端与金属箔相接触，所述集成电路板的边角处开设有供螺钉穿设的通孔。
进一步的，所述散热器与集成电路板之间的缝隙填充有高导热材料。
进一步的，所述集成电路板的正面贴装有屏蔽盖。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一、发射机的散热结构将功率放大器、射频芯片和电源芯片集成在集成电路板的正面，改传统的层叠结构为单片结构，PCB板厚超薄设计，缩短导热路径，重量超轻，为载机减负；二、PCB背面有金属箔，增加导热面积，使热量往四周扩散；同时，功率放大器、射频芯片、电源芯片的底部均有大尺寸的孔道，增设铜层、导热粘贴剂与PCB底部背面的金属箔连接以使热量快速散开，铝制散热器与金属箔接触快速导热、散热，以免热量积聚形成高温；三、屏蔽盖贴装，在起到屏蔽保护作用外，可以间接的通过接触及焊接点把PCB板上的热量导入到屏蔽盖，使屏蔽盖也成为散热器之一。
附图说明
图1是发射机(Tx)机A的结构示意图；
图2是发射机(Tx)机A的A处的结构放大图；
图3是发射机(Tx)机B的结构示意图；
图4是发射机(Tx)机B的B处的结构放大图；
图5是本发明的发射机的散热结构的结构示意图；
图6是图5中C处的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图5和6所示，本发明的发射机的散热结构，包括厚为0.4～1.0mm的集成电路板1，集成电路板1较现有的集成电路板薄，这样可缩短导热路径，集成电路板1的正面设有功率放大器2、射频芯片和电源芯片，集成电路板的正面贴装有屏蔽盖3，仅4个角焊锡稳固，屏蔽盖3厚实的保护，避免航模掉落损伤器件而造成更大的损失，也方便拆卸维修，又能实现热量间接的通过焊接点导入到屏蔽盖3以散热；集成电路板1的背面铺设有铜箔(图中未示出)，集成电路板1上分别开设有供功率放大器2、射频芯片、电源芯片的底部连通金属箔的孔道，孔道内壁上镀有铜层，每个孔道内充满有锡银膏，铜层、铜箔均由铜材料制成，铜导热系数398W/m.K，可快速导热散热，集成电路板1的背面通过连接件固定有铝制散热器4且铝制散热器4与铜箔紧贴。
本发明的发射机的散热结构的连接件为依次穿过铝制散热器4、集成电路板1的螺钉，且螺钉末端与铜箔相接触，集成电路板的边角处开设有供螺钉穿设的通孔5，这样铝制散热器4与铜箔形成接触式导热，同时，铝制散热器4与集成电路板1之间的缝隙填充有高导热材料来辅助导热,高导热材料优选导热硅脂或石墨，使得铜箔完全和铝制散热器4“接触”以使得热量快速传导至铝制散热器4。
本发明的发射机的散热结构在无风室内温状态下，温度稳定在70℃以下，有风的状态下，温度能稳定在30-40℃之间，此工作温度完全不影响主发热芯片PA的性能(一般芯片内部温度要求在80-120℃以内可工作正常，性能不受影响)，真正实现及时散热，无热量的堆积，无需增装风扇。没有了风扇的工作震动，发射机工作性能更稳定，图传供电设备的使用时间长且延长了图传的寿命。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.发射机的散热结构，其特征在于：包括集成电路板，所述集成电路板的正面设有功率放大器、射频芯片和电源芯片，所述集成电路板的背面铺设有金属箔，所述集成电路板上分别开设有供功率放大器、射频芯片、电源芯片的底部连通金属箔的孔道，每个孔道内充满有导热粘贴剂，所述集成电路板的背面通过连接件固定有散热器且所述铝制散热器与所述金属箔紧贴。
2.根据权利要求1所述的发射机的散热结构，其特征在于：所述孔道内壁上镀有铜层。
3.根据权利要求1所述的发射机的散热结构，其特征在于：所述金属箔为铜箔。
4.根据权利要求1所述的发射机的散热结构，其特征在于：所述导热粘贴剂是锡银膏、银膏、锡膏或其组合，或者导热粘贴剂是是合金或金属。
5.根据权利要求1所述的发射机的散热结构，其特征在于：所述散热器为铝制散热器，所述连接件为依次穿过铝制散热器、集成电路板的螺钉，且所述螺钉末端与金属箔相接触，所述集成电路板的边角处开设有供螺钉穿设的通孔。
6.根据权利要求2-4中任意一项所述的发射机的散热结构，其特征在于：所述散热器与集成电路板之间的缝隙填充有高导热材料。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的发射机的散热结构，其特征在于：所述集成电路板的正面贴装有屏蔽盖。
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