[發明專利]一種大功率射頻芯片系統級封裝用的水冷溝槽結構及其制作方法

在審

• 申請號: 201811633992.6
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN110010571A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 馮光建;王志宇;張兵;周琪;張勛;郁發新
• 申請（專利權）人: 杭州臻鐳微波技術有限公司
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473;H01L23/367;H01L21/48
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 董世博

1.一種大功率射頻芯片系統級封裝用的水冷溝槽結構，其特征在于，包括蓋板載板、底座載板，蓋板載板與底座載板鍵合；蓋板載板上表面的兩端設置進水口TSV孔、出水口TSV孔，蓋板載板中間設置放置芯片的凹槽；底座載板相應進水口TSV孔、出水口TSV孔的位置處設置凹坑，底座載板中間設置流通槽，流通槽橫截面呈矩形，流通槽與凹坑之間設置通道。

2.根據權利要求1所述的一種大功率射頻芯片系統級封裝用的水冷溝槽結構，其特征在于，進水口TSV孔、出水口TSV孔、凹坑形狀都為圓柱形。

3.一種大功率射頻芯片系統級封裝用的水冷溝槽結構的制作方法，其特征在于，包括蓋板、底座，具體處理包括如下步驟：

101)蓋板制作步驟：蓋板載板的兩端通過光刻、刻蝕工藝制作通孔，通孔包括進水口TSV孔、出水口TSV孔；蓋板載板的上表面中間位置通過刻蝕工藝制作凹槽，凹槽深度小于轉接板厚度；蓋板載板的上表面采用沉積氧化硅、沉積氮化硅或者直接熱氧化方法中的一種，形成絕緣層；將射頻芯片用共晶鍵合工藝設置在凹槽中；

蓋板載板下表面通過光刻、刻蝕工藝設置開孔；蓋板載板下表面采用沉積氧化硅、沉積氮化硅或者直接熱氧化方法中的一種，形成絕緣層；絕緣層上通過物理濺射，磁控濺射或者蒸鍍工藝中的一種，制作種子層；通過電鍍金屬，使金屬充滿開孔，在200到500度溫度下密化金屬形成金屬柱，通過CMP工藝去除蓋板載板下表面的金屬；底座載板下表面通過光刻電鍍工藝制作鍵合焊盤；

102)底座制作步驟：底座載板上表面通過光刻電鍍工藝制作鍵合焊盤，底座載板上表面的兩端通過光刻、刻蝕工藝制作凹孔，凹孔與通孔寬度相同；底座載板上表面的中間通過光刻、刻蝕工藝均勻分布制作TSV孔，TSV孔采用沉積氧化硅、沉積氮化硅或者直接熱氧化方法中的一種，形成絕緣層；絕緣層上通過物理濺射，磁控濺射或者蒸鍍工藝中的一種，制作種子層；電鍍金屬充滿TSV孔，形成金屬柱，200到500度溫度下密化金屬柱，此處金屬柱與蓋板載板的金屬柱位置相同；CMP工藝去除蓋板載板上表面金屬，保留金屬柱；底座載板上表面的中間通過光刻、刻蝕工藝制作流通槽；流通槽與凹孔之間通過光刻、刻蝕工藝制作通道；

103)鍵合成形步驟：將蓋板載板下表面和底座載板上表面鍵合。

4.根據權利要求3所述的一種大功率射頻芯片系統級封裝用的水冷溝槽結構的制作方法，其特征在于：蓋板載板、底座載板的材料采用硅片、玻璃、石英、碳化硅、氧化鋁、環氧樹脂、聚氨酯中的一種。

5.根據權利要求3所述的一種大功率射頻芯片系統級封裝用的水冷溝槽結構的制作方法，其特征在于：焊接焊盤厚度范圍在10nm到1000um，材料采用銅、鋁、鎳、銀、金、錫中的一種，本身結構為一層或多層。

6.根據權利要求3所述的一種大功率射頻芯片系統級封裝用的水冷溝槽結構的制作方法，其特征在于：通孔、凹槽、凹孔、TSV孔的寬度范圍在1um到5cm，深度在10um到1000um。

7.根據權利要求3所述的一種大功率射頻芯片系統級封裝用的水冷溝槽結構的制作方法，其特征在于：絕緣層厚度范圍在10nm到100um之間，種子層厚度范圍在1nm到100um，種子層的材料采用鈦、銅、鋁、銀、鈀、金、鉈、錫、鎳中的一種，種子層本身結構是一層或多層。