CN112586090B - 用于射频部件的多层冷却结构 - Google Patents

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Abstract

一种装置(100)包括：在第一位置处具有射频(RF)结构(108、114)的电路板(102)，该RF结构由电路板的导电迹线形成；载热体(118)；以及将电路板(102)和载热体(118)彼此耦合的多层冷却结构(116)，该多层冷却结构(116)包括在第一位置处邻近RF结构的第一叠层(120)以及位于第二位置处的第二叠层(122、132)，第一叠层(120)包括邻近载热体(118)的介电层(126)以及将介电层(126)和电路板(102)彼此耦合的热界面材料(TIM)(124)，介电层(126)的导热性和刚性比TIM(124)更高，第二叠层(122、132)包括邻近载热体(118)的金属层(134)以及将金属层(134)和电路板(102)彼此耦合的TIM(136)。

Description

用于射频部件的多层冷却结构
技术领域
本文件总体上涉及一种用于射频部件的多层冷却结构。
背景技术
一些射频(RF)功率部件或模块包括诸如电感器、变压器或传输线的平面功率RF结构。在操作期间，这样的RF功率部件可能会产生大量的热量。因此，可能会要求或需要对RF功率部件进行冷却。
一些RF部件的工作频率在微波范围内(例如，300MHz至300GHz)或更高。对于这样的RF部件，可以将散热器直接结合至实施有RF部件的印刷电路板(PCB)。在这种情况下，金属散热器与RF部件相对紧密地靠近是可接受的，因为RF部件需要电感元件的相对较低的电感和/或传输线的相对较低的阻抗。对于更低的频率可能不是这种情况。
发明内容
在第一方面中，一种装置包括：电路板，其在第一位置处具有射频(RF)结构，该RF结构由电路板的导电迹线形成；载热体；以及将电路板和载热体彼此耦合的多层冷却结构，该多层冷却结构包括在第一位置处邻近RF结构的第一叠层以及位于第二位置处的第二叠层，第一叠层包括邻近载热体的介电层以及将介电层和电路板彼此耦合的热界面材料(TIM)，介电层的导热性和刚性比TIM更高，第二叠层包括邻近载热体的金属层以及将金属层和电路板彼此耦合的TIM。
实施方式可包含以下任何一个或全部特征。TIM包括导热垫、粘合剂、粘结膜、基质纤维集料、焊料和黏胶中的至少一种。RF结构具有中心开口，所述装置还包括在电路板上与中心开口对准的至少一个部件。RF结构包括电感器、变压器和传输线中的至少一种。电路板具有面对多层冷却结构的第一层和与该第一层相对的第二层。RF结构位于第一层处。介电层包括陶瓷材料和铁磁性陶瓷材料中的至少一种。介电层和金属层具有共同的形状。介电层和金属层具有共同的尺寸。所述装置还包括位于金属层的表面上的镀层。镀层包括锡和金中的至少一种。多层冷却结构包括位于电路板和载热体之间的两个以上的叠层。所述装置还包括安装到金属层上的功率部件。所述装置还包括在电路板中用于容纳功率部件的凹部。
在第二方面中，一种装置包括：印刷电路板，其在第一表面的第一位置处具有射频(RF)结构，该印刷电路板具有与第一表面相对的第二表面，RF结构由印刷电路板的导电迹线形成并且包括电感器、变压器和传输线中的至少一种；载热体，其包括散热器和水冷板中的至少一种；以及将印刷电路板和载热体彼此耦合的多层冷却结构，该多层冷却结构包括在第一位置处邻近RF结构的第一叠层以及位于第二位置处的第二叠层，第一叠层包括耦合至载热体的介电垫以及将介电垫和印刷电路板彼此耦合的热界面材料，该热界面材料包括导热垫、粘合剂、粘结膜、基质纤维集料、焊料和黏胶中的至少一种，介电垫的导热性和刚性比热界面材料更高，第二叠层包括耦合至载热体的金属层，该金属层耦合至印刷电路板的第一表面，第一叠层邻近第二叠层。
附图说明
图1示出了装置的例子。
图2示出了电路板的例子。
图3示出了框架的例子。
图4示出了框架岛的例子。
图5至图8示出了组件的例子。
图9A至图9B示出了具有电感器的装置的例子。
图10A至图10B示出了具有变压器的装置的例子。
图11A至图11B示出了具有传输线的装置的例子。
图12示出了图1中的装置的另一个例子。
图13A至图13C示出了具有电路板的布置的例子。
具体实施方式
本文描述了可以构建在散热器和电路板(例如，PCB)之间的冷却叠层的例子。在一些实施方式中可以提供平面RF结构的冷却。可以为平面RF功率结构提供强制冷却。可以提供混合层叠层对平面RF功率结构进行冷却。
具有低于微波范围的频率(例如，在约几分之一MHz至约100MHz的范围内)的RF电路可能通常比较高频率的电路具有更高的电感部件的电感和/或传输线的阻抗。与这种较低频率相关联的装置的例子包括但不限于用于RF功率输送的发生器。例如非限制性地，RF功率发生器例如可用于以下领域：半导体制造；LED显示器或LCD的制造；薄膜沉积，包括针对诸如太阳能电池板的光伏***；诸如在回旋加速器中的等离子体研究；工业或医疗应用；和/或激光电源。
由于亚微波RF发生器中较高的电感和/或较高的阻抗，将导电性散热器或其他机械式载热体直接结合到PCB上(这些载热体通常连接至接地电位)是不可能的或不实际的。由于RF部件的磁场与载热体中的涡流的磁场相消叠加，这种金属部件的紧密设置会显著地减小电感或阻抗。此外，使PCB更厚可能不是可接受的方案，因为热阻通常过高，使得冷却不充分。
可以提供多层冷却结构，其包括与导热性PCB材料相比不同但导热性更好的材料。在一些实施方式中，电路板可结合到包括以一个或多个切口或空腔为特征的框架的多层冷却结构上。例如，该多层冷却结构可以安装到载热体上。可以在需要具有良好导热性但电绝缘的附加空间的多层冷却结构中提供空腔。例如，可以将空腔设置为邻近诸如电感元件或传输线的RF结构。空腔可以至少部分地填充有一个或多个导热性良好的嵌体(例如，板)，并且在电路板和嵌体之间填充有一种或多种热界面材料。该热界面材料至少在生产过程期间是柔软的。例如，如果使用黏胶或层压材料，则在已经补偿了高度公差之后随后使热界面层硬化。热界面材料还可以或替代地设置在嵌体与散热器或其他载热体之间。这种叠层可以在对电感和/或阻抗没有显著的不利影响的情况下提供RF结构的冷却。电路板的例如设置有不具有电感特性的部件的另一个区域可以通过框架形成的另一个叠层直接冷却。这可以提供热扩散以及热阻的减小。可以相应地选择框架和/或这种叠层的其他部分的厚度。
图1示出了装置100的例子。装置100可以是根据本文描述的任何例子的RF装置的一部分。装置100包括电路板102。在一些实施方式中，电路板102是PCB。例如，电路板102可以具有对装置100的部件进行形成和/或连接的导电迹线。
电路板102可以包括顶层104。顶层104可以包括这里出于说明的目的而在图中示意性示出的电路板102的一个或多个部件和/或导电迹线。在一些实施方式中，部件106可以被认为是“集总”部件。例如，示意性示出的部件106可以代表至少一个电容器和/或至少一个电阻器。装置100的一些部件可以包括RF结构并且可以通过具有一种或多种频率(诸如，亚微波频率)的信号来工作。例如，已经放大的高功率信号可以通过无源部件来匹配针对功率晶体管的负载阻抗和/或提供滤波。在一些实施方式中，RF结构108可以包括或作为电感器、变压器或传输线的一部分。例如，RF结构108可以由电路板102的导电迹线(例如，铜迹线)形成。顶层104可以形成在电路板102的芯部110处。在一些实施方式中，芯部110可以包括PBC基板。
电路板102可以包括形成在芯部110处的底层112。底层112可以包括电路板102的一个或多个部件和/或导电迹线。在一些实施方式中，RF结构114可以包括或作为电感器、变压器或传输线的一部分。例如，RF结构114可以由电路板102的导电迹线(例如，铜迹线)形成。术语“顶”和“底”仅针对所提供的视图出于说明性目的而使用。
RF结构108和/或114可以被称为平面RF结构。当通过电路板的导电迹线形成时(例如，对位于芯部110处的金属层进行蚀刻)，RF部件可以被认为是平面RF结构。例如，平面RF结构可以包括电感器、变压器和/或传输线。
这里的装置100包括用于电路板102的多层冷却结构(MSCS)116。MSCS116可以用于从电路板102中去除耗散的热量，同时帮助电路板102的部件/结构具有期望的和可再现的电感和/或阻抗。MSCS 116定位在电路板102和载热体118之间。在一些实施方式中，MSCS116可以定位为邻近(例如，抵接)底层112。例如，MSCS 116可以定位为抵靠RF结构114。载热体118可以包括能够从MSCS 116中去除热量的结构。例如但非限制性地，载热体118可以包括散热器(例如，金属结构)、水冷板和/或另一种传热机械载体。
MSCS 116可以包括两个以上的叠层，它们用于以彼此相同或不同的方式促进热能从电路板102中去除。这里，MSCS 116至少包括叠层120和叠层122。MSCS 116的每个叠层都可以包括两个以上的层。在一些实施方式中，叠层120包括热界面材料(TIM)124、嵌体126以及作为层128的一部分的部分l28A。部分l28A在此形成叠层120的一个端部并且定位为邻近(例如，抵接)载热体118。在叠层120的另一个端部处，TIM 124定位为邻近(例如，抵接)电路板102的底层112。例如，TIM 124可定位为邻近RF结构114。
TIM 124可以用作提供电路板102和嵌体126之间的热连接的柔软热界面。TIM 124是电绝缘的。在一些实施方式中，TIM 124可包括导热垫、粘合剂、粘结膜、基质纤维集料、焊料和/或黏胶。在一些实施方式中，基质纤维集料可由分散在聚合物基质中的纤维形成。例如，基质纤维集料可以包括预浸渍的复合纤维或预浸料。TIM 124可用于补偿装置100中的一种或多种偏差。例如，TIM 124可补偿被认为是处于装置100的设计参数内的机械公差(例如，诸如叠层122的一个或多个尺寸的变化)。再例如，TIM 124可以填充底层112和嵌体126之间的空隙。
嵌体126可以是提供电绝缘的具有良好导热性的相对刚性的材料件。嵌体126可以在电路板102和载热体118之间提供导热的、电绝缘的桥接部。在一些实施方式中，嵌体126的导热性比TIM 124更高。嵌体124的刚性比TIM 124更高。例如，嵌体126可以被选择为具有装配在叠层122与在此位于叠层120的与叠层122相对的一侧上的另一个叠层132之间所形成的空腔130内的最大尺寸。例如，可以将坯料或板零件的尺寸定制为尽可能多地填充空腔130，然后TIM 124可以通过填充一些或全部的剩余空间来进行补偿。可以将嵌体126的材料选择为在材料的导热性和成本之间提供良好的折衷。可以将嵌体126的厚度选择为在总导热性和机械公差的有效补偿之间提供良好的折衷。
嵌体126可以由提供合适的导热性和电绝缘性的一种或多种材料制成。在一些实施方式中，嵌体126可包括诸如铁氧体的铁磁性陶瓷材料、诸如Al2O3或A1N的陶瓷材料和/或另一种导热的刚性材料。嵌体126的导热性可小于金属的导热性，但嵌体126可用于在不使电感和/或阻抗显著恶化的情况下为电路板102提供冷却。
部分128A(例如，导热膏)可以是可跨过MSCS 116的多个或所有叠层(在此为叠层120、122和132)的整个层(在此为层128)的一部分。部分128A应在一方面的叠层120的其他部分(在此最直接地是嵌体126)与另一方面的载热体118之间提供良好的接触(例如，用于补偿粗糙度)和良好的导热性。在一些实施方式中，可替代地或额外地使用另一种材料。例如，部分128A(或整个层128)可包括导热垫、粘合剂、粘结膜、基质纤维集料、焊料和/或黏胶。
MSCS 116的叠层122可包括框架134。框架134可以是耦合至电路板102的导热结构，其帮助将热量从电路板102的一些部分移除到载热体118。框架134可以是导电的。框架134可具有一个或多个空腔或开口。例如，通过框架134可提供用于容纳叠层122和132之间的叠层120的空腔130。框架134可由PCB基板(包括但不限于包层金属板、聚合物箔、布料和/或纸)或金属(包括但不限于铜)制成。可在叠层122中或叠层132中或两者中设置框架134。框架134可以提供对除了RF结构114之外的电路板102的一个或多个区域的直接冷却。例如，部件106(位于叠层122或132中或两者中)可通过框架134冷却。在提供冷却时，框架134可促进热扩散并减小热阻。例如，可以将框架的厚度选择为提供充分的热扩散。
框架134在电路板102和载热体118之间的方向上的厚度可影响或限定装置100中的一种或多种其他尺寸。框架134可被设计为将电路板102(例如，其RF结构114)保持在距载热体118适当的距离处。在一些实施方式中，嵌体126至少部分地基于框架134的厚度和空腔130的深度来选择。例如，嵌体126可被设计为具有至少为框架134的厚度的一半的厚度。在一些实施方式中，嵌体126可具有可由空腔130容纳的最大尺寸，然后可(本质上)与框架134一样厚。在一些实施方式中，嵌体126可比空腔130更厚(即，比框架134更厚)。因此，嵌体126可以部分地通过散热器或其他载热体中的空腔进行容纳。如先前所举例的那样，TIM 124可以补偿装置100中的公差变化，包括但不限于补偿框架134中的公差变化。
MSCS 116可包括层136，其定位在底层112与框架134(位于叠层122和/或叠层132中)之间或底层112与TIM 124(位于叠层120中)之间或者这两种情况均有。在一些实施方式中，层136可将底层112和框架134彼此耦合且提供导热性。例如，层136可以包括粘合剂、黏胶和/或导热膏。
装置100是包括电路板(例如，电路板102)的装置的例子，其具有RF结构(例如，在其第一位置(例如，底层112上面对层120的位置)处的RF结构114)，该RF结构由电路板的导电迹线形成。该装置具有载热体(例如，载热体118)以及将电路板和载热体彼此耦合的多层冷却结构(例如，MSCS116)。MSCS包括在第一位置处邻近RF结构的第一叠层(例如，叠层120)以及位于第二位置(例如，底层112上面对叠层122的位置)处的第二叠层(例如，叠层122)。第一叠层包括邻近载热体的嵌体(例如，嵌体126)以及将嵌体和电路板彼此耦合的热界面材料(例如，TIM 124)。嵌体的导热性和刚性比热界面材料更高(例如，由陶瓷或铁氧体制成的嵌体与由软质导热垫、粘合剂、粘结膜、预浸料或黏胶制成的TIM比较)。
图2示出了电路板200的例子。电路板200可以与本文描述的一个或多个例子一起使用。例如，电路板200可以用作电路板102(图1)。仅举两个例子，电路板200可由包覆金属基板或复合材料制成。电路板200可以是在其任一个或两个表面上具有一个或多个导电迹线的PCB。电路板200可以具有任何合适的形状，包括但不限于矩形。
电路板200可以包括为部件的功能提供帮助的一个或多个表面特征。在一些实施方式中，电路板200具有一个或多个通孔连接部202。例如，通孔连接部202可以提供从电路板200的一侧(例如，从图1中的顶层104)到电路板200的相对一侧处(例如，图1中的底层112处)的电路(例如，RF结构)的连接。
电路板200可包括一个或多个开口。在此，电路板200具有两个凹部204。在一些实施方式中，(多个)凹部204可朝向电路板200的相对的两个表面敞开。例如将在下面描述的那样，(多个)凹部204可用于容纳未安装到电路板200上的一个或多个部件。
图3示出了框架300的例子。框架300可以与本文描述的一个或多个例子一起使用。例如，框架300可以用作框架134(图1)。仅举两个例子，框架300可由金属(例如，铜)或PCB基板制成。框架300可以具有任何合适的形状，包括但不限于矩形。
框架300可以包括一个或多个开口。这里，框架300具有两个凹部302和两个凹部304。在一些实施方式中，(多个)凹部302可朝向框架300的相对的两个表面敞开。例如将在下面描述的那样，(多个)凹部302可用于容纳具有中心开口的RF结构。在一些实施方式中，(多个)凹部304可以朝向框架300的相对的两个表面敞开。例如将在下面描述的那样，(多个)凹部304可用于容纳没有中心开口的RF结构。
图4示出了框架岛400的例子。框架岛400可以与本文描述的一个或多个例子一起使用。例如将在下面描述的那样，框架岛400例如可以用作例如当被RF结构围绕时对电路板的一部分(其上的部件)进行支撑的岛状物。仅举两个例子，框架岛400可以由金属(例如，铜)或PCB基板制成。框架岛400可以具有任何合适的形状，包括但不限于矩形。
图5至图9示出了组件的例子。这些组件可以示出装置(例如本文所述的任何装置)的各个组装阶段。在图5中，电路板200和框架300被示出为彼此耦合。例如，这可以对应于图1中的电路板102和框架134的彼此耦合。电路板200的覆盖框架300的凹部302和304(图3)的部分可以设置有一个或多个RF结构，包括但不限于电感器、变压器和/或传输线。例如，(多个)RF结构可以位于电路板200的面对凹部302和304的表面处，或者位于电路板200的相对一侧上的表面处，或者这两种情况均有。
不安装到电路板200上的一个或多个部件可以安装到框架300上。在此，部件500安装到框架300上。电路板200的凹部204可以容纳部件500。例如，部件500可以几乎填满整个凹部204。在一些实施方式中，部件500可以是通过框架300(例如，通过金属材料)直接进行冷却的功率晶体管、功率电阻器等。例如，当部件500直接定位到框架300上时，在部件500和载热体之间没有电路板的热阻。另外，来自部件500的热量不直接朝向载热体(未被示出)行进，而是可以在框架300内扩散。根据实施方式的其他特性，框架300具有可以减小部件500和载热体之间的热阻的合适的厚度。例如，如果框架300的厚度太大，则热量会扩散，但是可能存在来自框架300的材料(例如，铜)的额外热阻。但是，如果框架的厚度太小，则将不会提供显著的热扩散。
以上例子说明了装置可以包括安装到框架(例如，框架300)上的功率晶体管(例如，部件500)，并且电路板(例如，电路板200)可以包括容纳功率部件(例如，晶体管)的凹部(例如，凹部204)。
图6从与图5中不同的角度示出了框架300和电路板200，其中凹部302和304当前是可见的。框架岛400已被安装到电路板200的凹部302中。
图7示出RF结构700已经定位到电路板200上、位于框架300的至少一个凹部302内。同样地，RF结构702已经定位到电路板200上、位于框架300的至少一个凹部304内。在一些实施方式中，RF结构700可以具有用于容纳框架岛400和被安装到电路板200上通过框架岛400支撑的(多个)部件的中心开口704。通过岛400支撑电路板是有利的，这避免了电路板的弯曲以及受压缩的TIM的压力对部件的破坏。
图8示出了通过螺栓800耦合至电路板200(通过框架300中的凹部而部分可见)的框架300。可以额外地或替代地使用另一种附接方式，例如粘合剂。框架300还可以耦合至载热体。
图9A和图9B示出了具有电感器902的装置900的例子。装置900和/或电感器902可以与本文描述的任何例子一起使用。例如，RF结构114(图1)可以形成电感器902的一部分。图9A所示的跨接引脚903可以用于电感器902的电感调谐。装置900包括限定空腔906的框架904。例如，框架134(图1)可以形成框架904的一部分。空腔906可以与空腔130(图1)具有类似或相同的功能。电感器902可以设置有一个或多个跨接桥接部以调节电感。电感器902的外周与框架904的内表面之间的间隙908可以被选择为使得框架904的材料(例如，金属)不会不适当地影响电感器902的电感。这里的电感器902具有中心开口910。在一些实施方式中，例如接下来所述的那样，中心开口910可以用于容纳装置900的一个或多个部件(未被示出)。电感器902可以位于电路板(未被示出)的面对载热体(未被示出)的层处。例如，电感器902可定位在底层112(图1)处。可以在电路板的不同层之间设置通孔连接部912。例如，通孔连接部912可以定位在顶层104(图1)和底层112(图1)之间。可以在框架904的与电感器902相对的一侧处设置载热体(未被示出)。
图10A和图10B示出了具有变压器1002的装置1000的例子。装置1000和/或变压器1002可以与本文所述的任何例子一起使用。例如，RF结构114(图1)可以形成变压器1002的一部分(例如，其一次绕组或二次绕组)。装置1000包括限定空腔1006的框架1004。例如，框架134(图1)可以形成框架1004的一部分。空腔1006可以与空腔130(图1)具有类似或相同的功能。变压器1002的外周与框架1004的内表面之间的间隙1008可以被选择为使得框架1004的材料(例如，金属)不会不适当地影响变压器1002的电感。这里的变压器1002具有中心开口1010。在一些实施方式中，中心开口1010可以用于容纳装置1000的一个或多个部件1012。在一些实施方式中，(多个)部件1012可以是除了电感器、变压器或传输线之外的部件。例如，(多个)部件1012可以是电阻器和/或电容器。(多个)部件1012可以由框架岛400(图4)支撑，以避免由于PCB弯曲而造成的损坏。(多个)部件1012可以安装到电路板的远离载热体的表面上(例如，图1中的顶层104)。可以在框架904的与变压器1002相对的一侧处设置载热体(未被示出)。
变压器1002的一次绕组可以位于电路板(未被示出)的层处，并且变压器1002的二次绕组可以位于电路板的相同或相对的层处。例如，一次绕组和二次绕组中的一个可以定位在顶层104(图1)处，而一次绕组和二次绕组中的另一个可以定位在底层112(图1)处。
装置1000是RF结构(例如，变压器1002)具有中心开口(例如，中心开口1010)的装置的例子，其中该装置包括在电路板上与中心开口对准的部件(例如，(多个)部件1012)。装置1000举例说明了框架岛(例如，框架岛400)可以耦合至电路板，框架岛对部件(例如，(多个)部件1012)进行支撑。
图11A和图11B示出了具有传输线1102的装置1100的例子。装置1100和/或传输线1102可以与本文描述的任何例子一起使用。例如，RF结构114(图1)可以形成传输线1102的一部分。传输线1102可以被认为是微带。装置1100包括限定空腔1106的框架1104。例如，框架134(图1)可以形成框架1104的一部分。空腔1106可与空腔130(图1)具有类似或相同的功能。传输线1102的外周与框架1104的内表面之间的间隙1108可以被选择为使得框架1104的材料(例如，金属)不会不适当地影响传输线1102的阻抗。这里的传输线1102曲折地穿过由空腔1106提供的空间。部件1110可以被定位在框架1104上并且由此通过框架1104冷却。可以在框架1104的与传输线1102相对的一侧处设置载热体(未被示出)。
图12示出了图1中的装置100的另一个例子。装置100可以与本文描述的任何例子一起使用。该装置的一些元件对应于图1中的附图标记相同的元件，并且在下文中不进行提及。RF结构108’和114’可以是电路板102的平面电感部件。这里的MSCS 116包括叠层120和122，其中叠层122包括层128的部分128A(例如，热材料)、金属层134’(例如，铜)和TIM124’。金属层134’在此不被成形为框架，并且叠层120在此不形成在任何空腔或凹部中。相反地，金属层134’可以具有多边形形状(例如，垫或其他矩形形状)。叠层120形成为邻近叠层122。叠层120包括部分128A、介电层126’(例如，陶瓷垫)和TIM 124’。也就是说，部分128A和/或TIM 124’可以为叠层120和122所共有。介电层126’可以具有多边形形状(例如，垫或其他矩形形状)。金属层134’和介电层126’可以具有彼此相同的形状或不同的形状。装置100可以包括一个或多个金属层134’(例如，一个或多个金属垫)。装置100可以包括一个或多个介电层126’(例如，一个或多个陶瓷垫)。叠层120定位为邻近RF结构108’和114’(例如，在底侧)，以在不使电感和/或阻抗显著恶化的情况下提供对电路板102的冷却。装置100还可以包括基于框架的叠层方法的一个或多个实例(例如，如参照图1所述)。再例如，使用基于框架的叠层方法的装置(例如，如参照图1所述)还可以包括与所提供的例子相对应的一个或多个实例。
金属层134’可具有覆盖其全部或一些外表面的至少一个层127。层127可通过金属层134’的表面处理形成，以防止氧化。在一些实施方式中，层127可以包括锡。在一些实施方式中，层127可以包括金。例如，可以在金属层134’的镍镀层上施加金。电路板102可以通过与施加到金属层134’上的层127中类似或相同的物质进行处理。
图13A至图13C示出了具有电路板的布置的例子。在图13A中，电路板1300(例如，PCB)在俯视图中示出并且具有介电层1302(例如，陶瓷材料)和金属层1304(例如，铜)。电路板1300、介电层1302和金属层1304可以与本文所述的任何例子一起使用。例如，介电层1302可用于为电路板1300的平面电感部件提供冷却。例如，金属层1304可用于为电路板1300的非平面(例如，焊接的)部件提供冷却。在此，介电层1302和金属层1304并排放置在电路板1300上(例如，通过粘合剂材料附接于其上)。介电层1302和金属层1304在它们之间形成边界1306。介电层1302和金属层1304的使用可以避免在金属层中加工凹部或空腔的需求(与图1中的具有空腔130的层134相比)。因此，所提供的例子可以代表一种提供冷却的成本更低和/或更简单的方式。
一个或多个部件可以被定位成与金属层1304直接接触。在一些实施方式中，电路板1300可以包括面对金属层1304的至少一个凹部1308。凹部1308可以与凹部204(图2)起到类似或相同的目的。例如，凹部1308可以容纳要安装到金属层1304上的一个或多个功率部件1310(例如，晶体管)。在该例子中，凹部1308和功率部件1310以虚线示出，因为它们被金属板1304遮住。
在图13B中，与图13A中的例子相比，介电层1302和金属层1304间隔开。在介电层1302和金属层1304之间设置有层1312。在一些实施方式中，层1312包括具有粘合性质的材料，包括但不限于预浸料。例如，在组装过程中，当介电层1302和金属层1304被粘附到电路板1300上时(例如，通过施加预浸料)，粘合剂可以进入到介电层1302和金属层1304之间的间隙中(例如，在压制操作期间)。
电路板1300可以设置有一个或多个介电层1302。电路板1300可以设置有一个或多个金属层1304。介电层1302和金属层1304中的每一个都可以具有考虑到电路板1300及其相应部件的任何合适的形状和/或尺寸。图13C示出了电路板1300具有与先前例子中一样的介电层1302。邻近介电层1302设置有比金属层1304(图13A和图13B)更小的金属层1304’。另一个介电层1302’邻近介电层1302和金属层1304’设置。例如，这可以对应于在多层冷却结构中具有多于两个(例如，三个以上的)叠层的装置。当电路板1300的平面电感部件比焊接部件的比例更大时，可以使用图13C的构造。在一些实施方式中，介电层1302和1302’可以是一个整体层。
在以下例子中总结了另外的实施方式：
例子1：一种装置包括：电路板，其在第一位置处具有射频(RF)结构，该RF结构由电路板的导电迹线形成；载热体；以及将电路板和载热体彼此耦合的多层冷却结构，该多层冷却结构包括在第一位置处邻近RF结构的第一叠层以及位于第二位置处的第二叠层，第一叠层包括邻近载热体的嵌体以及将嵌体和电路板彼此耦合的第一热界面材料，嵌体的导热性和刚性比第一热界面材料更高。
例子2：根据例子1所述的装置，其中第二叠层由耦合至电路板的框架形成。
例子3：根据例子2所述的装置，其还包括框架中的空腔，该空腔容纳第一叠层。
例子4：根据例子2或3所述的装置，其中第一热界面材料补偿框架中的公差变化。
例子5：根据例子2至4中任一项所述的装置，其中框架包括金属和电路板基板中的至少一种。
例子6：根据例子2至5中任一项所述的装置，其中第一热界面材料还将框架耦合至电路板。
例子7：根据例子2至6中任一项所述的装置，其还包括将框架耦合至电路板的第二热界面材料。
例子8：根据例子2至7中任一项所述的装置，其中嵌体在电路板和载热体之间的方向上的尺寸大于框架在该方向上的尺寸的二分之一。
例子9：根据例子2至8中任一项所述的装置，其还包括在第二位置处安装到框架上的功率部件，电路板包括用于容纳该功率部件的空腔。
例子10：根据前述任何例子所述的装置，其中第一热界面材料包括导热垫、粘合剂、粘结膜、基质纤维集料、焊料和黏胶中的至少一种。
例子11：根据前述任何例子所述的装置，其中RF结构具有中心开口，还包括在电路板上与该中心开口对准的至少一个部件。
例子12：根据例子11所述的装置，其还包括耦合至电路板的框架岛，该框架岛支撑部件。
例子13：根据例子12所述的装置，其中电路板具有面对框架岛的第一层以及与第一层相对的第二层，至少一个部件安装到第二层上。
例子14：根据前述任何例子所述的装置，其中RF结构包括电感器、变压器和传输线中的至少一种。
例子15：根据前述任何例子所述的装置，其中电路板具有面对多层冷却结构的第一层以及与第一层相对的第二层。
例子16：根据例子15所述的装置，其中RF结构位于第一层处。
例子17：根据前述任何例子所述的装置，其中嵌体包括陶瓷材料和铁磁性陶瓷材料中的至少一种。
例子18：一种装置包括：印刷电路板，其在第一表面的第一位置处具有射频(RF)结构，该印刷电路板具有与第一表面相对的第二表面，RF结构由印刷电路板的导电迹线形成并且包括电感器、变压器和传输线中的至少一种；载热体，其包括散热器和水冷板中的至少一种；以及将印刷电路板和载热体彼此耦合的多层冷却结构，该多层冷却结构包括在第一位置处邻近RF结构的第一叠层以及位于第二位置处的第二叠层，第一叠层包括通过导热膏耦合至载热体的陶瓷垫以及将陶瓷垫和印刷电路板彼此耦合的热界面材料，该热界面材料包括导热垫、粘合剂、粘结膜、基质-维集料、焊料和黏胶中的至少一种，陶瓷垫的导热性和刚性比热界面材料更高，第二叠层包括通过导热膏耦合至载热体的框架，该框架包括铜和印刷电路板基板中的至少一种，该框架通过粘合剂耦合至印刷电路板的第一表面，该框架在其中具有用于容纳第一叠层的空腔。
已经描述了多个实施方式。然而，应当理解，在不脱离本说明书的精神和范围的情况下可以做出各种变型。
另外，图中所描绘的逻辑流程不需要所示的特定次序或顺序次序来实现期望的结果。另外，可提供其他步骤，或可从所描述的流程中去除步骤，并且可将其他部件添加到所描述的***或从所描述的***去除。因此，其他实施方式也在所附权利要求书的范围内。
虽然已在本文的描述中举例说明了所描述的实施方式的某些特征，但本领域的技术人员现在会想到许多变型、替代、修改及等同物。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入实施方式的范围内的所有这些变型和修改。应当理解，它们仅通过举例而不是限制性的方式呈现，并且可以做出形式和细节上的各种改变。除了相互排斥的组合之外，本文中所描述的装置和/或方法的任何部分可通过任何形式来组合。本文中所描述的实施方式可包括所描述的不同实施方式的功能、部件和/或特征的各种组合和/或子组合。

Claims (15)

1.一种具有多层冷却结构的射频装置，其包括：
电路板，其在第一位置处具有射频结构，所述射频结构由所述电路板的导电迹线形成；
载热体；以及
多层冷却结构，其将所述电路板和所述载热体彼此耦合，所述多层冷却结构包括在所述第一位置处邻近所述射频结构的第一叠层以及位于第二位置处的第二叠层，所述第一叠层包括邻近所述载热体的介电层以及将所述介电层和所述电路板彼此耦合的热界面材料，所述介电层的导热性和刚性比所述热界面材料更高，所述第二叠层包括邻近所述载热体的金属层以及将所述金属层和所述电路板彼此耦合的所述热界面材料。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述热界面材料包括导热垫、粘合剂、粘结膜、基质纤维集料、焊料和黏胶中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述射频结构具有中心开口，所述装置还包括在所述电路板上与所述中心开口对准的至少一个部件。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述射频结构包括电感器、变压器和传输线中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电路板具有面对所述多层冷却结构的第一层和与所述第一层相对的第二层。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述射频结构位于所述第一层处。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述介电层包括陶瓷材料和铁磁性陶瓷材料中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述介电层和所述金属层具有共同的形状。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述介电层和所述金属层具有共同的尺寸。
10.根据权利要求1所述的装置，其还包括位于所述金属层的表面上的镀层。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述镀层包括锡和金中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多层冷却结构包括位于所述电路板和所述载热体之间的两个以上的叠层。
13.根据权利要求1所述的装置，其还包括安装到所述金属层上的功率部件。
14.根据权利要求13所述的装置，其还包括在所述电路板中用于容纳所述功率部件的凹部。
15.一种具有多层冷却结构的射频装置，其包括：
印刷电路板，其在第一表面的第一位置处具有射频结构，所述印刷电路板具有与所述第一表面相对的第二表面，所述射频结构由所述印刷电路板的导电迹线形成并且包括电感器、变压器和传输线中的至少一种；
载热体，其包括散热器和水冷板中的至少一种；以及
多层冷却结构，其将所述印刷电路板和所述载热体彼此耦合，所述多层冷却结构包括在所述第一位置处邻近所述射频结构的第一叠层以及位于第二位置处的第二叠层，所述第一叠层包括耦合至所述载热体的介电垫以及将所述介电垫和所述印刷电路板彼此耦合的热界面材料，所述热界面材料包括导热垫、粘合剂、粘结膜、基质纤维集料、焊料和黏胶中的至少一种，所述介电垫的导热性和刚性比所述热界面材料更高，所述第二叠层包括耦合至所述载热体的金属层，所述金属层耦合至所述印刷电路板的所述第一表面，所述第一叠层邻近所述第二叠层。
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