阅读说明：本技术 一种针对射频芯片热集中点的三维堆叠散热模组制作方法 (manufacturing method of three-dimensional stacked heat dissipation module aiming at radio frequency chip heat concentration points ) 是由 郁发新 冯光建 张兵 王志宇 周琪 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种针对射频芯片热集中点的三维堆叠散热模组制作方法,具体包括如下步骤：101)上散热底座制作步骤、102)散热底座制作步骤、103)芯片集成步骤；本发明通过在芯片底部设置散热微流通道做散热器,同时在芯片发热点位置或附近区域分布设置加装二次散热微流通道,使该区域热量能够更快的被散热流体带走,避免了热点因为热量较大而导致芯片失效的问题的一种针对射频芯片热集中点的三维堆叠散热模组制作方法。(The invention discloses a three-dimensional stacking heat dissipation module manufacturing method aiming at a radio frequency chip heat concentration point, which specifically comprises the following steps of 101) manufacturing an upper heat dissipation base, 102) manufacturing a heat dissipation base, and 103) integrating a chip, wherein a heat dissipation micro-flow channel is arranged at the bottom of the chip to serve as a heat radiator, and a secondary heat dissipation micro-flow channel is distributed and arranged at the position of a chip heating point or a nearby area, so that the heat in the area can be quickly taken away by heat dissipation fluid, and the problem that the chip fails due to the fact that a hot spot is large in heat is solved.)

一种针对射频芯片热集中点的三维堆叠散热模组制作方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种针对射频芯片热集中点的三维堆叠散热模组制作方法。

背景技术

电子产品的迅猛发展是当今封装技术进化的主要驱动力,小型化、高密度、高频高速、高性能、高可靠性和低成本是先进封装的主流发展方向,其中系统级封装是最重要也是最有潜力满足这种高密度系统集成的技术之一。

在各种系统级封装中，利用硅转接板作为系统级封装的基板技术，为芯片到芯片和芯片到PCB板提供了最短的连接距离，最小的焊盘尺寸和中心间距。与其他互连技术如引线键合技术相比，硅转接板技术的优点包括：更好的电学性能、更高的带宽、更高的密度、更小的尺寸、更轻的重量。

但是硅转接板埋置工艺需要用到较为苛刻的散热结构，对于某些射频芯片来说，其发热的位置可能只是某几个面积很小的点，即使整体散热器在芯片下方全力工作，其散热能力对面积较小的发热点依然是微乎其微，极可能导致芯片的失效。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种针对射频芯片热集中点的三维堆叠散热模组制作方法。

本发明的技术方案如下：

一种针对射频芯片热集中点的三维堆叠散热模组制作方法，具体包括如下步骤：

101)上散热底座制作步骤：上散热底座包括上层和下层，在上层和下层表面都通过沉积氧化硅或者氮化硅，或者直接热氧化形成绝缘层，通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺在绝缘层上方制作种子层；在种子层上制作RDL；

在上层和下层的上表面都通过光刻和刻蚀工艺制作微流沟槽；其中，微流沟槽直接通过射频芯片发热点区域，或者微流沟槽均匀分布在射频芯片发热点之外的区域；

将上层和下层的上表面通过共晶键合工艺形成内部具有微流通的上散热底座；

102)散热底座制作步骤：重复步骤101)制作下散热底座，将上散热底座和下散热底座通过共晶键合工艺进行键合；其中，上散热底座和下散热底座的微流沟槽呈交叉分布的方式进行堆叠设置；

103)芯片集成步骤：在散热底座表面的相应位置处贴合射频芯片，形成三维堆叠散热模组。

进一步的，RDL制作过程包括RDL走线和焊盘，通过沉积氧化硅或者氮化硅制作绝缘层，并通过光刻、干法刻蚀使芯片PAD露出；通过光刻，电镀工艺进行RDL走线布置，其中RDL走线采用铜、铝、镍、银、金、锡中的一种或多种混合，其结构采用一层或多层结构，厚度范围为10nm到1000um；通过光刻，电镀工艺制作键合金属形成焊盘，焊盘开窗直径在10um到10000um之间。

进一步的，在RDL表面再覆盖绝缘层，并通过开窗工艺露出焊盘。

进一步的，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；种子层本身结构为一层或多层结构，厚度范围都在1nm到100um，材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或多种混合；绝缘层厚度范围在10nm到1000um。

进一步的，上层和下层都采用4、6、8、12寸晶圆中的一种，厚度范围为200um到2000um，材质采用玻璃、石英、碳化硅、氧化铝、环氧树脂或聚氨酯。

进一步的，微流沟槽深度范围在10um到700um，长度范围在100um到10mm之间。

进一步的，下散热底座的微流沟槽采用垂直分布的微流沟槽。

本发明相比现有技术优点在于：本发明通过在芯片底部设置散热微流通道做散热器，同时在芯片发热点位置或附近区域分布设置加装二次散热微流通道，使该区域热量能够更快的被散热流体带走，避免了热点因为热量较大而导致芯片失效的问题。

附图说明

图1为本发明的射频芯片示意图；

图2为本发明的上散热底座示意图；

图3为本发明的下散热底座示意图；

图4为本发明的一种剖面示意图；

图5为本发明的下散热底座采用垂直式微流沟槽的整体剖面图。

图中标识：射频芯片101、发热点区域102、上散热底座103、微流沟槽104、下散热底座105、垂直分布的微流沟槽106。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明而不能作为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样的定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

各实施方式中提到的有关于步骤的标号，仅仅是为了描述的方便，而没有实质上先后顺序的联系。各具体实施方式中的不同步骤，可以进行不同先后顺序的组合，实现本发明的发明目的。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例1：

如图1至图4所示，一种针对射频芯片101热集中点的三维堆叠散热模组制作方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

101)上散热底座103制作步骤：上散热底座103包括上层和下层，在上层和下层表面都通过沉积氧化硅或者氮化硅，或者直接热氧化形成绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间。通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺在绝缘层上方制作种子层；种子层厚度范围在1nm到100um，其本身结构可以是一层也可以是多层，材质可以是钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍等中的一种或多种混合。在种子层上制作RDL。RDL制作过程包括RDL走线和焊盘，通过沉积氧化硅或者氮化硅制作绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间，并通过光刻、干法刻蚀使芯片PAD露出。通过光刻，电镀工艺进行RDL走线布置，其中RDL走线采用铜、铝、镍、银、金、锡中的一种或多种混合，其结构采用一层或多层结构，厚度范围为10nm到1000um；通过光刻，电镀工艺制作键合金属形成焊盘，焊盘开窗直径在10um到10000um之间。其中，在RDL表面可以再覆盖绝缘层，并通过开窗工艺露出焊盘。

在上层和下层的上表面都通过光刻和刻蚀工艺制作微流沟槽104，微流沟槽104采用多个收尾相连的S形，其过渡处一般采用直角结构，也可以采用弧形过渡。其中，微流沟槽104直接通过射频芯片101发热点区域102，或者微流沟槽104均匀分布在射频芯片101发热点之外的区域。前者使散热液体能够快速对射频芯片101的发热点区域102进行散热，后者其主要通过对射频芯片101整体的温度进行散热处理。

将上层和下层的上表面通过共晶键合工艺形成内部具有微流通的上散热底座103。上层和下层都采用4、6、8、12寸晶圆中的一种，厚度范围为200um到2000um，也可以是其他材质，包括玻璃，石英，碳化硅，氧化铝等无机材料，也可以是环氧树脂，聚氨酯等有机材料，其主要功能是提供支撑作用。

102)散热底座制作步骤：重复步骤101)制作下散热底座105，将上散热底座103和下散热底座105通过共晶键合工艺进行键合。其中，上散热底座103和下散热底座105的微流沟槽104呈交叉分布的方式进行堆叠设置，即因为上散热底座103和下散热底座105是相同结构故在堆叠时互相水平垂直摆放即可。或者上散热底座103微流沟槽104均匀分布在射频芯片101发热点之外的区域，下散热底座105微流沟槽104直接通过射频芯片101发热点区域102，而相互之间的微流沟槽104有交叉点即可。

103)芯片集成步骤：在散热底座表面的相应位置处贴合射频芯片101，形成三维堆叠散热模组。

实施例2：

如图5所示，其与实施例1的区别在于，下散热底座105微流沟槽104的设计不同，采用垂直分布的微流沟槽106，即形成类似于螺旋状的微流沟槽104，且下散热底座105的微流沟槽104与需要贴合的射频芯片101的位置相对应。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。