[發明專利]一種浸沒式散熱的高頻傳輸結構及其制造方法

有效

• 申請號: 202011591317.9
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112750797B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 李君;曹立強;戴風偉
• 申請（專利權）人: 華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司
• 主分類號: H01L23/44
• 分類號: H01L23/44;H01L23/66;H01L21/50;H01P3/12;H01P1/207;H01Q13/02
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張瑞瑩;張東梅

1.一種浸沒式散熱的高頻傳輸結構，其特征在于，包括：

第一晶圓，包括：

第一腔體，其設置于所述第一晶圓的第一表面，為臺階型；

硅通孔；

第一金屬層，其設置于所述臺階型深孔表面，為圖形化金屬層，其部分線路電連接至所述硅通孔；以及

第二金屬層，其設置于所述第一晶圓的第二表面，電連接至所述硅通孔；

第二晶圓，其第二表面鍵合至所述第一晶圓的第一表面，包括：

第二腔體，其設置于所述第二晶圓的第二表面；

第一通孔，其設置于所述第二晶圓的第二表面，底部與所述第二腔體連通；

第二通孔，其設置于所述第二晶圓的第二表面，并貫穿所述第二晶圓，表面設置有第三金屬層，形成開口型天線；以及

第三金屬層，其設置于所述第一通孔、第二通孔、第二腔體的內壁以及所述第二晶圓的第二表面，與所述第一腔體構成深腔，形成傳輸波導或濾波器結構；

芯片，其部分表面貼裝于所述第一腔體的臺階面，通過所述第一金屬層電連接至所述硅通孔；以及

外置結構，包括泵及熱交換器，所述泵及熱交換器分別與所述第一通孔及第二通孔連通，所述外置結構被配置為向所述深腔內注入導熱媒質，浸沒所述芯片進行散熱。

2.如權利要求1所述的高頻傳輸結構，其特征在于，所述芯片內嵌有片上天線耦合結構。

3.如權利要求1所述的高頻傳輸結構，其特征在于，還包括外接焊球，所述外接焊球設置于所述第二金屬層上。

4.如權利要求1所述的高頻傳輸結構，其特征在于，所述導熱媒質為非導電液體。

5.如權利要求1所述的高頻傳輸結構，其特征在于，所述導熱媒質為去離子水。

6.如權利要求1所述的高頻傳輸結構，其特征在于，所述外置結構通過管道與所述第一通孔及第二通孔連通。

7.如權利要求6所述的高頻傳輸結構，其特征在于，所述管道的材料為PVC，其接口通過膠粘結的方式連接至所述第一通孔和/或第二通孔。

8.如權利要求6所述的高頻傳輸結構，其特征在于，所述管道的材料為PVC，其接口包括金屬墊片，所述金屬墊片焊接至所述第一通孔和/或第二通孔的周圍。

9.如權利要求1所述的高頻傳輸結構，其特征在于，所述芯片通過引線鍵合至所述第一金屬層。

10.一種浸沒式散熱的高頻傳輸結構的制造方法，其特征在于，包括步驟：

在第一晶圓上形成硅通孔；

在第一晶圓的第一表面形成第一層垂直腔體，然后在所述第一層垂直腔體的表面刻蝕形成第二層垂直腔體，所述第二層垂直腔體的表面積小于所述第一層垂直腔體，進而形成臺階狀的第一腔體；

在所述第一腔體表面及未被刻蝕的第一晶圓的第一表面上形成第一絕緣層；

去除部分第一絕緣層，使得硅通孔露頭；

在所述第一絕緣層表面形成圖形化的第一金屬層，所述第一金屬層的部分線路電連接至硅通孔；

將芯片的部分表面貼裝在所述第一層垂直腔體的表面，并使得內嵌有片上耦合天線的部分懸空，與所述第二層垂直腔體相對設置，并使得所述芯片電連接至所述第一金屬層；

在第二晶圓的第二表面上形成垂直的第二腔體；

在第二晶圓的第一表面形成第一通孔及第二通孔，其中所述第一通孔的一側與所述第二腔體連通，所述第二通孔貫穿所述第二晶圓；

在所述第二晶圓表面形成第三金屬層；

將所述第二晶圓的第二表面鍵合至所述第一晶圓的第一表面，使得所述第一腔體與第一通孔、第二通孔以及第二腔體形成深腔結構，并在所述第一晶圓的第二表面形成第二金屬層及外接焊球；以及

在所述第一通孔及第二通孔處連接管道，所述管道與泵及熱交換器連通，并向所述深腔結構內注入導熱媒質。