[發(fā)明專利]一種大功率射頻芯片系統(tǒng)級封裝用的水冷溝槽結(jié)構(gòu)及其制作方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811633992.6 | 申請日： | 2018-12-29 |
| 公開（公告）號： | CN110010571A | 公開（公告）日： | 2019-07-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 馮光建;王志宇;張兵;周琪;張勛;郁發(fā)新 | 申請（專利權(quán)）人： | 杭州臻鐳微波技術(shù)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(wù)所(特殊普通合伙) 33283 | 代理人： | 董世博 |
| 地址： | 310030 浙江省杭*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 大功率射頻 溝槽結(jié)構(gòu) 芯片系統(tǒng) 蓋板 流通槽 水冷 底座 封裝 中間設(shè)置 出水口 進(jìn)水口 槽口 制作 蓋板上表面 兩端設(shè)置 水冷散熱 底座鍵 位置處 芯片 | ||
本發(fā)明公開了一種大功率射頻芯片系統(tǒng)級封裝用的水冷溝槽結(jié)構(gòu)及其制作方法，包括蓋板、底座，蓋板與底座鍵合；蓋板上表面的兩端設(shè)置進(jìn)水口、出水口，蓋板中間設(shè)置放置芯片的凹槽；底座相應(yīng)進(jìn)水口、出水口的位置處設(shè)置槽口，底座中間設(shè)置流通槽，流通槽橫截面呈矩形，流通槽與槽口之間設(shè)置通道；本發(fā)明提供高效的水冷散熱的一種大功率射頻芯片系統(tǒng)級封裝用的水冷溝槽結(jié)構(gòu)及其制作方法。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，它涉及一種大功率射頻芯片系統(tǒng)級封裝用的水冷溝槽結(jié)構(gòu)及其制作方法。
背景技術(shù)
微波毫米波射頻集成電路技術(shù)是現(xiàn)代國防武器裝備和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，隨著智能通信、智能家居、智能物流、智能交通等“互聯(lián)網(wǎng)+”經(jīng)濟(jì)的快速興起，承擔(dān)數(shù)據(jù)接入和傳輸功能的微波毫米波射頻集成電路也存在巨大現(xiàn)實(shí)需求及潛在市場。
但是對于大功率芯片來講，只做底部的散熱配置，射頻芯片產(chǎn)生的熱會聚集在芯片的底部金屬塊附近，造成局部溫度過高，而周圍轉(zhuǎn)接板因?yàn)闆]有金屬，把熱量導(dǎo)出效果有限。同時(shí)芯片將熱量傳遞至PCB板上的鑲銅，需要通過芯片跟底座的焊接面、焊接面跟TSV銅柱以及銅柱跟微系統(tǒng)底部鑲銅等界面，距離長，傳熱效果差。依靠PCB板鑲銅散熱，是把芯片的熱量傳導(dǎo)給了殼體，單純的Z軸方向的熱傳導(dǎo)如果碰到PCB板傳熱效果不好，會對匹配更大功率的芯片不利。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供高效的水冷散熱的一種大功率射頻芯片系統(tǒng)級封裝用的水冷溝槽結(jié)構(gòu)及其制作方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種大功率射頻芯片系統(tǒng)級封裝用的水冷溝槽結(jié)構(gòu)，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(shè)置進(jìn)水口TSV孔、出水口TSV孔，蓋板載板中間設(shè)置放置芯片的凹槽；底座載板相應(yīng)進(jìn)水口TSV孔、出水口TSV孔的位置處設(shè)置凹坑，底座載板中間設(shè)置流通槽，流通槽橫截面呈矩形，流通槽與凹坑之間設(shè)置通道。
進(jìn)一步的，進(jìn)水口TSV孔、出水口TSV孔、凹坑形狀都為圓柱形。
一種大功率射頻芯片系統(tǒng)級封裝用的水冷溝槽結(jié)構(gòu)的制作方法，包括蓋板載板、底座載板，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(jìn)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(zhuǎn)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(shè)置在凹槽中；
蓋板載板下表面通過光刻、刻蝕工藝設(shè)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。
進(jìn)一步的，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(huán)氧樹脂、聚氨酯中的一種。
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