[發明專利]一種集成大功率射頻芯片的微流體轉接板及其制備方法

有效

• 申請號: 202011621897.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112768432B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 禹淼;石歸雄;張洪澤;黃旼;朱健
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L23/367;H01L23/373;H01L23/473;H01L23/58;H01L21/48;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.一種集成大功率射頻芯片的微流體轉接板，其特征在于，包括由上至下設置的信號互聯層、微流道結構層以及微流體接口結構層；

其中，

所述信號互聯層包括表面覆蓋有接地金屬層的頂層硅片以及嵌入頂層硅片內部的厚銅結構件，所述厚銅結構件上表面為芯片鍵合面，用于焊接射頻功率芯片和所需的貼裝芯片，且與接地金屬層相連；所述厚銅結構件的厚度為100-500μm；

所述微流道結構層包括中間層硅片以及設置在中間層硅片內部的分流流道和合流流道，所述分流流道與合流流道之間平行設置有若干條冷卻流道，且所述分流流道、冷卻流道以及合流流道順次連通；

所述微流體接口結構層包括底層硅片以及與分流流道對應的入液口、與合流流道對應的出液口；

所述信號互聯層、微流道結構層以及微流體接口結構層之間通過鍵合層形成各層硅片鍵合，所述鍵合層由介質鈍化層、金屬粘附層以及金屬鍵合層構成。

2.根據權利要求1所述的集成大功率射頻芯片的微流體轉接板，其特征在于：還包括用于傳輸芯片信號的表面傳輸線，所述表面傳輸線包括射頻功率信號傳輸線和直流偏置信號傳輸線；所述射頻功率信號傳輸線通過金絲與射頻功率芯片相連，所述直流偏置信號傳輸線通過金絲與貼裝芯片相連。

3.根據權利要求1所述的集成大功率射頻芯片的微流體轉接板，其特征在于：所述頂層硅片的厚度等于厚銅結構件的厚度與射頻功率芯片的厚度之和，厚度偏差為±20μm。

4.根據權利要求1所述的集成大功率射頻芯片的微流體轉接板，其特征在于：所述微流道結構層中冷卻流道的高度、寬度以及各冷卻流道之間的間距均為100-500μm，且所述中間層硅片的厚度等于冷卻流道的高度。

5.根據權利要求1所述的集成大功率射頻芯片的微流體轉接板，其特征在于：所述底層硅片的厚度為300-600μm。

6.一種基于權利要求1-5任一項所述的集成大功率射頻芯片的微流體轉接板的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：在頂層硅片和中間層硅片之間依次沉積介質鈍化層、金屬粘附層以及金屬鍵合層形成鍵合層，并通過加熱加壓將頂層硅片與中間層硅片鍵合；

步驟2：在頂層硅片上刻蝕槽體，去除槽體內金屬粘附層后，通過電鍍銅填充槽體形成厚銅結構；

步驟3：在中間層硅片上刻蝕至鍵合層形成微流道結構層；

步驟4：在底層硅片上刻蝕通孔形成入液口和出液口；

步驟5：在中間層和底層硅片之間依次沉積介質鈍化層、金屬粘附層以及金屬鍵合層，通過加熱加壓使頂層硅片、中間層硅片以及底層硅片之間鍵合；

步驟6：在轉接板頂層表面沉積金屬粘附層和電鍍種子層，通過光刻、電鍍形成接地金屬層后，去除接地金屬層外的光刻膠、金屬電鍍種子層和粘附層。

7.根據權利要求6所述的集成大功率射頻芯片的微流體轉接板，其特征在于：在所述步驟1中金屬鍵合層的厚度大于1μm，在所述步驟6中接地金屬層厚度大于2μm。

8.根據權利要求6所述的集成大功率射頻芯片的微流體轉接板，其特征在于：所述介質鈍化層包括氧化硅或氮化硅，所述金屬粘附層包括鈦或鉻或鎳，所述金屬鍵合層為二元或多元共晶鍵合的金屬。