[發明專利]一種針對射頻芯片熱集中點的三維堆疊散熱模組制作方法

有效

• 申請號: 202010587711.9
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111653491B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 馮光建
• 申請（專利權）人: 浙江集邁科微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/48;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

本發明公開了一種針對射頻芯片熱集中點的三維堆疊散熱模組制作方法，具體包括如下步驟：101)上散熱底座制作步驟、102)散熱底座制作步驟、103)芯片集成步驟；本發明通過在芯片底部設置散熱微流通道做散熱器，同時在芯片發熱點位置或附近區域分布設置加裝二次散熱微流通道，使該區域熱量能夠更快的被散熱流體帶走，避免了熱點因為熱量較大而導致芯片失效的問題的一種針對射頻芯片熱集中點的三維堆疊散熱模組制作方法。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，更具體的說，它涉及一種針對射頻芯片熱集中點的三維堆疊散熱模組制作方法。

背景技術

電子產品的迅猛發展是當今封裝技術進化的主要驅動力,小型化、高密度、高頻高速、高性能、高可靠性和低成本是先進封裝的主流發展方向,其中系統級封裝是最重要也是最有潛力滿足這種高密度系統集成的技術之一。

在各種系統級封裝中，利用硅轉接板作為系統級封裝的基板技術，為芯片到芯片和芯片到PCB板提供了最短的連接距離，最小的焊盤尺寸和中心間距。與其他互連技術如引線鍵合技術相比，硅轉接板技術的優點包括：更好的電學性能、更高的帶寬、更高的密度、更小的尺寸、更輕的重量。

但是硅轉接板埋置工藝需要用到較為苛刻的散熱結構，對于某些射頻芯片來說，其發熱的位置可能只是某幾個面積很小的點，即使整體散熱器在芯片下方全力工作，其散熱能力對面積較小的發熱點依然是微乎其微，極可能導致芯片的失效。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供一種針對射頻芯片熱集中點的三維堆疊散熱模組制作方法。

本發明的技術方案如下：

一種針對射頻芯片熱集中點的三維堆疊散熱模組制作方法，具體包括如下步驟：

101)上散熱底座制作步驟：上散熱底座包括上層和下層，在上層和下層表面都通過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；在種子層上制作RDL；

在上層和下層的上表面都通過光刻和刻蝕工藝制作微流溝槽；其中，微流溝槽直接通過射頻芯片發熱點區域，或者微流溝槽均勻分布在射頻芯片發熱點之外的區域；

將上層和下層的上表面通過共晶鍵合工藝形成內部具有微流通的上散熱底座；

102)散熱底座制作步驟：重復步驟101)制作下散熱底座，將上散熱底座和下散熱底座通過共晶鍵合工藝進行鍵合；其中，上散熱底座和下散熱底座的微流溝槽呈交叉分布的方式進行堆疊設置；

103)芯片集成步驟：在散熱底座表面的相應位置處貼合射頻芯片，形成三維堆疊散熱模組。

進一步的，RDL制作過程包括RDL走線和焊盤，通過沉積氧化硅或者氮化硅制作絕緣層，并通過光刻、干法刻蝕使芯片PAD露出；通過光刻，電鍍工藝進行RDL走線布置，其中RDL走線采用銅、鋁、鎳、銀、金、錫中的一種或多種混合，其結構采用一層或多層結構，厚度范圍為10nm到1000um；通過光刻，電鍍工藝制作鍵合金屬形成焊盤，焊盤開窗直徑在10um到10000um之間。

進一步的，在RDL表面再覆蓋絕緣層，并通過開窗工藝露出焊盤。

進一步的，絕緣層厚度范圍在10nm到100um之間；種子層本身結構為一層或多層結構，厚度范圍都在1nm到100um，材質采用鈦、銅、鋁、銀、鈀、金、鉈、錫、鎳中的一種或多種混合；絕緣層厚度范圍在10nm到1000um。

進一步的，上層和下層都采用4、6、8、12寸晶圓中的一種，厚度范圍為200um到2000um，材質采用玻璃、石英、碳化硅、氧化鋁、環氧樹脂或聚氨酯。

進一步的，微流溝槽深度范圍在10um到700um，長度范圍在100um到10mm之間。