[發明專利]一種基于三維散熱結構的三維異構射頻模組的制作方法

有效

• 申請號: 201910924318.1
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110739227B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 郁發新;馮光建;王志宇;陳華;張兵
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L21/60;H01L23/367;H01L23/473
• 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

本發明公開了一種基于三維散熱結構的三維異構射頻模組的制作方法，具體包括如下步驟：101)芯片載板制作步驟、102)轉接板制作步驟、103)鍵合步驟；本發明提供設置大流量散熱溝槽的一種基于三維散熱結構的三維異構射頻模組的制作方法。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，更具體的說，它涉及一種基于三維散熱結構的三維異構射頻模組的制作方法。

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。

用于堆疊的模組一般先把PA/LNA嵌入到空腔中，然后在空腔的底部設置微流道散熱裝置，但是對于一定厚度的射頻芯片，芯片表面器件熱量要通過芯片基材傳導到芯片底部才能散熱，這樣單純在芯片底部設置散熱溝槽已經不能滿足模組散熱需求。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供設置大流量散熱溝槽的一種基于三維散熱結構的三維異構射頻模組的制作方法。

本發明的技術方案如下：

一種基于三維散熱結構的三維異構射頻模組的制作方法，具體包括如下步驟：

101)芯片載板制作步驟：通過光刻，刻蝕工藝在芯片載板的下表面制作凹槽，在芯片載板下表面沉積氧化硅或者氮化硅，或者直接熱氧化形成絕緣層，通過物理濺射，磁控濺射或者蒸鍍工藝在絕緣層上方制作種子層，通過光刻，電鍍工藝在種子層上制作鍵合金屬形成焊盤；

對芯片載板上表面進行減薄，減薄厚度在10um到700um之間；芯片載板的上表面制作芯片槽，通過焊接工藝或者導熱膠粘工藝把射頻芯片焊接在芯片槽內，并由焊錫或導熱膠填充滿射頻芯片跟芯片槽的間隙區域；通過光刻，電鍍工藝在芯片載板上表面制作RDL；

102)轉接板制作步驟：轉接板上表面沉積氧化硅或者氮化硅，或者直接熱氧化形成絕緣層，通過物理濺射，磁控濺射或者蒸鍍工藝在絕緣層上方制作種子層；種子層上制作RDL；

通過光刻，刻蝕工藝在轉接板上表面與芯片載板的下表面凹槽對應位置處制作TSV孔；通過光刻、干法或者濕法刻蝕工藝在轉接板上表面與芯片槽對應的位置制作散熱溝槽，散熱溝槽深度范圍在10um到700um之間；

103)鍵合步驟：將芯片載板下表面與轉接板上表面進行焊接，轉接板的下表面進行減薄，并露出TSV孔底部；通過光刻，電鍍工藝在轉接板下表面制作連接焊盤；切割焊接鍵合的模組得到單一的射頻模組，把射頻模組安裝到相應PCB板上，散熱溝槽通入可循環散熱液體，得到具有三維散熱能力的射頻模組PCB板。

進一步的，RDL包括走線布局和鍵合焊盤；RDL材料采用銅、鋁、鎳、銀、金、錫中的一種或多種混合，RDL本身結構為一層或多層結構，其厚度范圍為10nm到1000um之間；焊盤的直徑范圍為10um到10000um之間。

進一步的，凹槽寬度范圍在1um到10000um，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，其本身結構為一層或多層結構，其材質采用鈦、銅、鋁、銀、鈀、金、鉈、錫、鎳中的一種或多種混合；焊盤高度范圍在10nm到1000um，采用銅、鋁、鎳、銀、金、錫中的一種或多種混合，本身結構為一層或多層。