[發明專利]用于系統級大功率模組的大流量液冷散熱器及其制作方法

有效

• 申請號: 201811634002.0
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN110010572B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 馮光建;程明芳;馬飛;王永河;郁發新
• 申請（專利權）人: 浙江集邁科微電子有限公司
• 主分類號: H01L23/473
• 分類號: H01L23/473;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

本發明公開了一種用于系統級大功率模組的大流量液冷散熱器及其制作方法，具體處理包括如下步驟：101)射頻芯片載板處理步驟、102)散熱載板制作步驟、103)鍵合成形步驟；本發明提供大功率散熱，在芯片底部設置大流量相變液制冷散熱器的一種用于系統級大功率模組的大流量液冷散熱器及其制作方法。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，更具體的說，它涉及一種用于系統級大功率模組的大流量液冷散熱器及其制作方法。

背景技術

微波毫米波射頻集成電路技術是現代國防武器裝備和互聯網產業的基礎，隨著智能通信、智能家居、智能物流、智能交通等“互聯網+”經濟的快速興起，承擔數據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實需求及潛在市場。

但是對于高頻率的微系統，天線陣列的面積越來越小，且天線之間的距離要保持在某個特定范圍，才能使整個模組具備優良的通信能力。但是對于射頻芯片這種模擬器件芯片來講，其面積不能像數字芯片一樣成倍率的縮小，這樣就會出現特高頻率的射頻微系統將沒有足夠的面積同時放置PA/LNA，需要把 PA/LNA堆疊起來，如此基于導熱銅柱對上層芯片進行散熱將變得非常困難。

未解決這個問題，在芯片下方設置液冷散熱微流道開始被引入，但是微流道從一端進，另一端出，流動的液體的量有限，對于超大功率的射頻模組來講，會出現散熱不及時的問題。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供大功率散熱，在芯片底部設置大流量相變液制冷散熱器的一種用于系統級大功率模組的大流量液冷散熱器及其制作方法。

本發明的技術方案如下：

一種用于系統級大功率模組的大流量液冷散熱器的制作方法，具體處理包括如下步驟：

101)射頻芯片載板處理步驟：射頻芯片載板上表面通過刻蝕工藝制作凹槽，凹槽深度小于轉接板厚度；射頻芯片載板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；絕緣層上采用物理濺射、磁控濺射或者蒸鍍工藝中的一種，制作種子層；電鍍金屬，覆蓋凹槽表面，200到500 度溫度下密化金屬；CMP工藝去除射頻芯片載板的表面金屬，留下凹槽內金屬；凹槽內通過共晶鍵合工藝鍵合射頻芯片；

射頻芯片載板上表面通過臨時鍵合工藝鍵合備用載板；射頻芯片載板下表面進行減薄，減薄后的下表面跟凹槽底部距離在0um到100um之間；通過光刻、電鍍工藝在射頻芯片載板下表面制作鍵合金屬形成焊盤；取下備用載板；

102)散熱載板制作步驟：散熱載板上表面通過光刻、刻蝕工藝制作TSV孔， TSV孔深度小于散熱載板厚度；散熱載板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；

通過光刻、刻蝕工藝在設置TSV孔的位置處設置空腔，每個空腔底部與兩個TSV孔頂端互相聯通形成單個流通模組；

103)鍵合成形步驟；散熱載板上表面與射頻芯片載板下表面鍵合，減薄散熱載板下表面，露出TSV孔；切割得到散熱器模組，將液體注入單個流通模組的其中一個TSV孔內。

進一步的，散熱載板、射頻芯片載板采用4、6、8、12寸中的一種，厚度范圍為200um到2000um，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。

進一步的，凹槽寬度范圍在1um到5cm，深度在10um到1000um；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、鎳中的一種或者多種，種子層本身結構為一層或多層。

進一步的，金屬厚度在1um到100um之間；金屬本身結構是一層或多層；金屬采用鈦、鋁、銀、鈀、金、鉈、錫、鎳中的一種。