本發(fā)明屬于電子領(lǐng)域，涉及一種大功率射頻模塊及其制作方法。

背景技術(shù)：

場(chǎng)效應(yīng)晶體管（Field Effect Transistor縮寫(FET)）簡(jiǎn)稱場(chǎng)效應(yīng)管。主要有兩種類型（junction FET—JFET)和金屬 - 氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（metal-oxide semiconductor FET，簡(jiǎn)稱MOS-FET）。由多數(shù)載流子參與導(dǎo)電，也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件。具有輸入電阻高（107～1015Ω）、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)者。

目前，在射頻電源領(lǐng)域、廣播電視發(fā)射領(lǐng)域等，所使用的場(chǎng)效應(yīng)射頻功率放大器件，都是已經(jīng)封裝好的場(chǎng)效應(yīng)模塊，廠家有：NXP、Freescale、Microsemi、IXYS等。在生產(chǎn)中必須使電路能夠符合模塊參數(shù)的要求，會(huì)造成設(shè)計(jì)上的不便；或者挑選出能夠適用于電路的模塊，但這樣就會(huì)受制于人。因此需要設(shè)計(jì)一種新型的適用性好的大功率射頻模塊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新型射頻大功率模塊，可以簡(jiǎn)化射頻功率放大電路。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種大功率射頻模塊，包括基板，其特征在于，基板上設(shè)有電路板，電路板上設(shè)有四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管芯，場(chǎng)效應(yīng)管芯與電路板連接，電路板上設(shè)有兩個(gè)源極接口、一個(gè)漏極接口、和一個(gè)柵極接口，分別與場(chǎng)效應(yīng)管芯的對(duì)應(yīng)極（源極、漏極、柵極）相連，源極接口、漏極接口、柵極接口上均設(shè)有鍍銀銅焊接片；電路板上設(shè)有蓋板，蓋板與電路板之間設(shè)有硅膠層；蓋板上設(shè)有四個(gè)插槽，四個(gè)鍍銀銅焊接片通過插槽穿過蓋板，并向蓋板中部彎折；鍍銀銅焊接片頂部設(shè)有圓孔，蓋板中部與圓孔對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有四個(gè)螺絲孔。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述電路板包括氮化鋁大電路板，氮化鋁大電路板上設(shè)有大面積銅箔；氮化鋁大電路板上焊接有氧化鈹小電路板。

進(jìn)一步的改進(jìn)，源極接口、漏極接口、柵極接口位于氮化鋁大電路邊緣位置。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述基板為銅基板，銅基板上設(shè)有凹槽，電路板設(shè)在凹槽內(nèi)；所述氧化鈹小電路板位于氮化鋁大電路板中央，四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管位于氧化鈹小電路板兩側(cè)。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述場(chǎng)效應(yīng)管芯為APT6060DN。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述場(chǎng)效應(yīng)管芯通過鋁線與電路板連接（管芯的柵極與電路板的柵極相連，管芯的源極與電路板的源極相連），其中場(chǎng)效應(yīng)管芯的柵極采用直徑100um的鋁線連接電路板，管芯的源極采用直徑200um的鋁線連接電路板，管芯的背面是漏極，焊在電路板上面，板上面的大面積銅箔作為電路板的漏極。

進(jìn)一步的改進(jìn)，其特征在于，所述硅膠層為527硅膠。

一種大功率射頻模塊的制作方法，包括以下步驟：

步驟一）將電路板焊接在基板上（氧化鈹小陶瓷板焊接在氮化鋁大陶瓷板上面，大陶瓷板焊接在銅基板上）；

步驟二）將四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管芯焊接在電路板上，使用鋁線將四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管芯的各極與電路板的各極連接；

步驟三）將鍍銀銅焊接片焊接在電路板的源極接口、漏極接口和柵極接口上；

步驟四）在蓋板下部邊緣位置涂上粘合劑，再將蓋板粘合在電路板上，使鍍銀銅焊接片穿過蓋板上的插槽；

步驟五）在加熱臺(tái)上烘干粘合劑，再通過蓋板上的螺絲孔注入硅膠；

步驟六）將四個(gè)鍍銀銅焊接片向蓋板中部彎折，使鍍銀銅焊接片上的圓孔與蓋板上的螺絲孔對(duì)齊。

進(jìn)一步的改進(jìn)，粘合劑為Q3-6611粘合劑。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步制作方法還包括步驟七），使用電流表、電壓表和10千歐電位器檢測(cè)大功率射頻模塊：

將大功率射頻模塊的源極接口接地，漏極接口連接電流表一端，電流表另一端連接10V電源；大功率射頻模塊的柵極接口連接電壓表的一端，電壓表的另一端接地；大功率射頻模塊的柵極還連接有500歐電阻，500歐電阻連接電位器的一個(gè)接口，電位器的另兩個(gè)接口分別連10V電源和接地；

調(diào)節(jié)10千歐電位器使電流表的讀數(shù)為1mA，此時(shí)電壓表為2V~4V的即為合格產(chǎn)品。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明公開了一種穩(wěn)定可靠的大功率射頻模塊，多了一種射頻大功率放大模塊的選擇，可以使用在射頻電源、廣播電視發(fā)射等設(shè)備之中；本發(fā)明中的模塊適用性好，可以靈活的設(shè)計(jì)模塊兩端的電路；目前的場(chǎng)效應(yīng)模塊的廠家，都是國(guó)外的公司與企業(yè)。本專利實(shí)現(xiàn)了大功率模塊的國(guó)產(chǎn)化，也為射頻大功率放大模塊的國(guó)產(chǎn)化，提供了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)與摸索的過程；符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的大功率射頻模塊的電路圖；

圖2為本發(fā)明的銅基板、氮化鋁大電路板和氧化鈹小電路板的安裝示意圖；

圖3為本發(fā)明的場(chǎng)效應(yīng)管安裝示意圖；

圖4為本發(fā)明鍍銀銅焊接片、蓋板安裝示意圖；

圖5為本發(fā)明剖面圖；

圖6為檢測(cè)電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

如圖2、圖5所示的一種大功率射頻模塊，包括銅基板1，銅基板上設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有氮化鋁大電路板2，氮化鋁大電路板2上焊接有氧化鈹小電路板3。氮化鋁大電路板2上設(shè)有兩個(gè)源極接口21、一個(gè)漏極接口23、和一個(gè)柵極接口22。源極接口21、漏極接口23、柵極接口22位于氮化鋁大電路邊緣位置。其中兩個(gè)源極接口21位于電路板的同一邊上。漏極接口23和柵極接口22位于另一邊上。

如圖3所示：氮化鋁大電路板2設(shè)有四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管芯4，氮化鋁大電路板2上設(shè)有大面積銅箔，用于焊接場(chǎng)效應(yīng)管芯的漏極。氧化鈹小電路板3位于氮化鋁大電路板2中央，四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管芯4位于氧化鈹小電路板3兩側(cè)。場(chǎng)效應(yīng)管芯4與兩電路板連接，其形成的電路如圖1所示（Q1、Q2、Q3、Q4表示4個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，S表示源極接口，D表示漏極接口，G表示柵極接口）。

如圖4所示：源極接口21、漏極接口23、柵極接口22上均設(shè)有鍍銀銅焊接片5；電路板上設(shè)有蓋板6，蓋板6與電路板之間設(shè)有硅膠層，蓋板頂部中央設(shè)有用于注入硅膠的通孔8；蓋板上設(shè)有四個(gè)插槽，四個(gè)鍍銀銅焊接片5通過插槽穿過蓋板6，并向蓋板6中部彎折；鍍銀銅焊接片頂部設(shè)有圓孔，蓋板6中部與圓孔對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有四個(gè)螺絲孔7。

進(jìn)一步的改進(jìn)：所述場(chǎng)效應(yīng)管芯為APT6060DN。管芯的柵極與電路板的柵極相連，管芯的源極與電路板的源極相連，其中場(chǎng)效應(yīng)管芯的柵極采用直徑100um的鋁線連接電路板，管芯的源極采用直徑200um的鋁線連接電路板，管芯的背面是漏極，焊在電路板上面，板上面的大面積銅箔作為電路板的漏極。所述硅膠層為527硅膠。

如圖2-5所示，該大功率射頻模塊的制作方法包括以下步驟：

步驟一）將電路板焊接在基板1上（氧化鈹小陶瓷板3焊接在氮化鋁大陶瓷板2上面，大陶瓷板2焊接在銅基板1上）；

步驟二）將四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管芯4焊接在電路板上，使用鋁線將四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管4的柵極、源極與電路板連接，管芯漏極焊接在大面積鋁箔上。

步驟三）將鍍銀銅焊接片5焊接在電路板的源極接口21、漏極接口23和柵極接口22上；

步驟四）在蓋板6下部邊緣位置涂上Q3-6611粘合劑，再將蓋板粘合在電路板上，使鍍銀銅焊接片穿過蓋板上的插槽；

步驟五）在加熱臺(tái)上烘干粘合劑，再通過蓋板6上面中間位置的通孔8注入硅膠，再在加熱臺(tái)上面烘硅膠半小時(shí)（溫度150℃）；

步驟六）將四個(gè)鍍銀銅焊接片5向蓋板6中部彎折，使鍍銀銅焊接片5上的圓孔與蓋板上的螺絲孔7對(duì)齊。鍍銀銅焊接片5和螺絲孔6構(gòu)成模塊各極的接口，即得到產(chǎn)品。

動(dòng)態(tài)測(cè)試

可以使用電流表、電壓表和10千歐電位器檢測(cè)大功率射頻模塊，判斷其是否合格，檢測(cè)方法為：

如圖6所示，將大功率射頻模塊的源極接口接地，漏極接口連接電流表一端，電流表另一端連接10V電源；大功率射頻模塊的柵極接口連接電壓表的一端，電壓表的另一端接地；大功率射頻模塊的柵極還連接有500歐電阻，500歐電阻連接電位器的一個(gè)接口，電位器的另兩個(gè)接口分別連10V電源和接地；

調(diào)節(jié)10千歐電位器使電流表的讀數(shù)為1mA，此時(shí)電壓表為2V~4V的即為合格產(chǎn)品。

靜態(tài)測(cè)試

用Fluke 177C萬(wàn)用表，測(cè)試模塊的幾個(gè)參數(shù)，大致數(shù)據(jù)范圍如下：

Rsd（模塊源極與漏極之間的電阻）為250 kΩ~ 320 kΩ， Rds（模塊漏極與源極之間的電阻）為0.2Ω~0.3Ω，Vsd(模塊源極與漏極之間的保護(hù)二極管電壓)為0.4V ~0.6V。測(cè)試Rds時(shí)，需要先給柵極充電才行。

工作動(dòng)態(tài)測(cè)試：

將模塊安裝在射頻電源設(shè)備里面，進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。使用本專利的功率模塊兩個(gè)，產(chǎn)生500W/1000W/1500W功率時(shí)的相關(guān)指標(biāo)如下：

500W時(shí)，電壓276V，電流3.2A，功率放大的效率56.6%

1000W時(shí)，電壓274V，電流5.1A，功率放大的效率71.6%

1500W時(shí)，電壓276V，電流7.2A，功率放大的效率75.5%

經(jīng)過一年多的使用，本大功率射頻放大模塊工作穩(wěn)定、性能可靠。