[發(fā)明專利]一種控制散熱器流量的三維異構(gòu)模組制作方法

有效

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• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN111653490B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮光建
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江集邁科微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/48
• 分類號(hào): H01L21/48;B81C1/00
• 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

本發(fā)明公開了一種控制散熱器流量的三維異構(gòu)模組制作方法，具體包括如下步驟：101)標(biāo)尺制作步驟、102)TSV孔制作步驟、103)鍵合步驟；本發(fā)明提供能滿足多種液體流速需求的一種控制散熱器流量的三維異構(gòu)模組制作方法。

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，它涉及一種控制散熱器流量的三維異構(gòu)模組制作方法。

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。

但是對于高頻率的微系統(tǒng)，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(gè)特定范圍，才能使整個(gè)模組具備優(yōu)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(shù)字芯片一樣成倍率的縮小，這樣就會(huì)出現(xiàn)特高頻率的射頻微系統(tǒng)將沒有足夠的面積同時(shí)放置PA/LNA，需要把PA/LNA堆疊起來，如此基于導(dǎo)熱銅柱對上層芯片進(jìn)行散熱將變得非常困難。

為解決這個(gè)問題，在芯片下方設(shè)置液冷散熱微流道開始被引入，液冷通道可以通過控制單位時(shí)間內(nèi)流入模組內(nèi)液體的量來控制模組中芯片的溫度，以此保證芯片在工作時(shí)不會(huì)因?yàn)闇囟冗^高而提前失效。但是在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)對于多層堆疊的微流通道，不同層的微流道中液體的流速除了跟下面的泵體壓力，微流道的入口直徑和出口直徑以及微流道的橫截面積關(guān)系較大，而這些關(guān)鍵尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)固化，這樣對于不同層的堆疊，其實(shí)需要的模組的參數(shù)是不同的，如果按照不同的層數(shù)來設(shè)計(jì)不同的尺寸，會(huì)大大增加流片費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供能滿足多種液體流速需求的一種控制散熱器流量的三維異構(gòu)模組制作方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種控制散熱器流量的三維異構(gòu)模組制作方法，具體包括如下步驟：

101)標(biāo)尺制作步驟：在待鍵合載板和底座鍵合載板的表面設(shè)置標(biāo)尺，標(biāo)尺用于待鍵合載板和底座鍵合載板上芯片的對準(zhǔn)檢驗(yàn)；標(biāo)尺采用線條狀或者直角狀；

其中，標(biāo)尺制作過程如下：在待鍵合載板和底座鍵合載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，通過光刻，電鍍工藝在種子層上制作對準(zhǔn)標(biāo)記金屬形成標(biāo)尺；或者通過光刻、干法刻蝕工藝在待鍵合載板和底座鍵合載板上表面刻蝕出相應(yīng)凹槽形成標(biāo)尺，或者在凹槽基礎(chǔ)上通過大馬士革工藝或者PVD工藝在凹槽內(nèi)填充金屬形成標(biāo)尺，或者在填充金屬處再用氧化硅或氮化硅覆蓋形成標(biāo)尺；

待鍵合載板和底座鍵合載板都采用4、6、8、12寸中的一種尺寸，厚度范圍為200um到2000um之間，材質(zhì)采用硅、玻璃、石英、碳化硅、氧化鋁、環(huán)氧樹脂、聚氨酯中的一種；

102)TSV孔制作步驟：待鍵合載板和底座鍵合載板上都通過光刻，刻蝕工藝制作TSV孔，TSV孔的直徑范圍在1um到1000um，深度在10um到1000um之間；減薄待鍵合載板和底座鍵合載板的底部，使TSV孔底部露出；或者待鍵合載板或底座鍵合載板其中之一的TSV孔改成長條形凹槽；

103)鍵合步驟：用共晶鍵合工藝把待鍵合載板和底座鍵合載板鍵合在一起，使步驟102)的TSV孔與TSV孔，或者TSV孔與凹槽相互連接形成微流道；其中，形成微流道前進(jìn)行對準(zhǔn)過程，在待鍵合載板周圍設(shè)置推動(dòng)裝置，由推動(dòng)裝置微調(diào)待鍵合載板的位置，使不同面積的微流道注入散熱液體后能有一樣的控溫效果，達(dá)到該效果后去除推動(dòng)裝置。

進(jìn)一步的，步驟103)中形成微流道之后通過紅外或者X-ray檢測對準(zhǔn)表面的差異程度，以判斷是否符合設(shè)定需求，若不符合繼續(xù)通過推動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)整，直到符合設(shè)定需求。

進(jìn)一步的，推動(dòng)裝置采用可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)0.1微米精度的微調(diào)裝置，實(shí)現(xiàn)對功能模組進(jìn)行兩個(gè)軸向的微小移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。