具体实施方式

以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免模糊本发明的发明点。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明并不限于这些特定细节。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按正确比例绘制。

在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。

需要说明的是，本发明的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了阐述该具体实施例，而不是限定各步骤的先后顺序。相反，在本发明的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。

本发明提供的一种浸没式散热的高频传输结构及其制造方法，采用浸没式散热方法，将芯片浸没于去离子水等非导电液态媒质内进行散热，并通过深腔形成传输波导、滤波器及喇叭天线等结构，配合芯片实现高频传输。下面结合实施例附图，对本发明的方案做进一步描述。

图1示出本发明一个实施例的一种浸没式散热的高频传输结构的结构示意图。如图1所示，一种浸没式散热的高频传输结构，包括键合的第一晶圆101及第二晶圆102，芯片103，泵104以及热交换器105。

所述第一晶圆101的第一表面设置有台阶型的第一腔体111，所述第一晶圆101的第一表面及第一腔体111的表面设置有第一金属层112，所述第一金属层112为图形化金属层，所述第一晶圆101的第二表面设置有第二金属层113，所述第二金属层113通过硅通孔114电连接至所述第一金属层112的部分线路，所述第二金属层113上设置有外接焊球115。

所述第二晶圆102的第二表面键合至所述第一晶圆101的第一表面。所述第二晶圆102的第二表面设置有第二腔体121，所述第二腔体121为垂直腔体，其表面及所述第二晶圆102的第二表面设置有第三金属层122，这就使得第一晶圆的第一腔体与所述第二晶圆的第二腔体及第二表面形成深腔结构，所述深腔结构可作为传输波导或滤波器，另一方面，在所述深腔结构中注入导热媒介，即可实现浸没式散热，在本发明的实施例中，采用去离子水等非导电液态媒质作为导热媒质。所述第二晶圆102的第一表面设置有第一通孔123及第二通孔124，其中，所述第一通孔123内壁设置有金属层，其底部与所述第二腔体连通，可作为进液口，所述第二通孔124内壁设置有金属层，其贯穿所述第二晶圆，所述第二通孔124一方面可作为出液口，另一方面做可用作开口天线，在本发明的一个实施例中，所述第二通孔为喇叭型，可作为喇叭天线。

所述芯片103部分贴装于所述第一腔体111的台阶面上，并通过所述第一金属层112与所述硅通孔114电连接，在本发明的一个实施例中，所述芯片103通过引线键合至所述第一金属层112。所述芯片103悬空的部分，即未贴装至所述台阶面上的部分内嵌有用于超高频传输的片上天线耦合结构，其与所述传输波导/滤波器结构，及喇叭天线一起，实现高频传输功能，适用于THz等超高频系统。

所述泵104通过管道161与所述第一通孔123连通，为避免对所述喇叭天线辐射产生影响，所述泵104需设置为远离喇叭天线辐射口，同时，所述管道161需采用非金属材料，如PVC材料等，在本发明的一个实施例中，所述管道161的接口为金属垫片和PVC混合结构，其通过金属垫片焊接方式与所述第一通孔连接，在本发明的又一个实施例中，所述管道161的接口为纯PVC材料，通过胶粘结方式与所述第一通孔连接。

所述热交换器105的一端通过管道162与所述泵104连通，另一端通过管道163与所述第二通孔124连通，为避免对所述喇叭天线辐射产生影响，所述热交换器105需设置为远离喇叭天线辐射口，同时，所述管道163需采用非金属材料，如PVC材料等，在本发明的一个实施例中，所述管道163的接口为金属垫片和PVC混合结构，其通过金属垫片焊接方式与所述第二通孔连接，在本发明的又一个实施例中，所述管道163的接口为纯PVC材料，通过胶粘结方式与所述第二通孔连接。

图2及3a-3l分别示出本发明一个实施例的一种浸没式散热的高频传输结构的制造方法的流程示意图急过程剖面图。如图所示，一种浸没式散热的高频传输结构的制造方法，包括：

首先，在步骤201，如图3a所示，形成硅通孔。在第一晶圆101上形成硅通孔114，所述硅通孔114的具体形成方法可包括：

首先，在所述第一晶圆101的第一表面，通过例如反应粒子刻

蚀法等工艺，刻蚀形成通孔；

然后，所述通孔内制备绝缘层，所述绝缘层的材料可以为二氧

化硅或聚酰亚胺或聚苯并环丁烯等；

然后，采用例如物理气相沉积法在所述通孔内制备金属柱，填

满所述通孔；以及

最后，减薄所述第一晶圆101的第二表面，使得硅通孔114露头；

接下来，在步骤202，如图3b所示，形成第一腔体。在所述第一晶圆101的第一表面，通过干法刻蚀形成第一层垂直腔体，然后继续在所述第一垂直腔体的表面采用干法刻蚀的工艺，刻蚀形成第二层垂直腔体，所述第二层垂直腔体的表面积小于所述第一层垂直腔体，进而形成台阶状的第一腔体111；

接下来，在步骤203，如图3c所示，形成绝缘层。在所述第一腔体111的表面及未被刻蚀的第一晶圆101的第一表面上形成绝缘层116，所述绝缘层可采用旋涂、沉积等工艺形成，所述绝缘层的材料可以为二氧化硅等；

接下来，在步骤204，如图3d所示，硅通孔露头。通过干法刻蚀工艺，刻蚀掉部分绝缘层，使得所述硅通孔114露头；

接下来，在步骤205，如图3e所示，形成第一金属层。在所述绝缘层表面形成图形化的第一金属层112，所述第一金属层112的部分线路与所述硅通孔114电连接；所述第一金属层112的具体形成方式可包括沉积电镀种子层、光刻形成电镀开口和掩膜、电镀、去除电镀掩膜以及去除裸露电镀种子层；

接下来，在步骤206，如图3f所示，芯片贴装。将芯片103的部分表面贴装在所述第一垂直腔体的表面，并使得内嵌有片上耦合天线的部分悬空，与所述第二层垂直腔体相对设置，并通过引线键合的方式，使得所述芯片103电连接至所述第一重布线层；

接下来，在步骤207，如图3g所示，形成第二腔体。在所述第二晶圆102的第二表面通过干法刻蚀工艺，刻蚀形成垂直的第二腔体121；

接下来，在步骤208，如图3h所示，形成第一通孔及第二通孔。在所述第二晶圆102的第一表面，通过湿法各向异形刻蚀工艺，形成第一通孔123以及第二通孔124，其中所述第一通孔的一侧与所述第二腔体121连通，所述第二通孔贯穿所述第二晶圆；

接下来，在步骤209，如图3i所示，形成第三金属层。通过溅射或蒸镀在所述第二晶圆102的表面形成第三金属层122；

接下来，在步骤210，如图3j所示，晶圆键合。通过晶圆级或芯片级金属键合，使得所述第二晶圆102的第二表面堆叠至所述第一晶圆101的第一表面，至此，形成深腔结构；

接下来，在步骤211，如图3k所示，形成第二金属层。在所述第一晶圆101的第二表面形成图形化的第二金属层113，并在其上形成外接焊球115，所述第二金属层113的具体形成方式可包括沉积电镀种子层、光刻形成电镀开口和掩膜、电镀、去除电镀掩膜以及去除裸露电镀种子层，所述外接焊球115通过电镀、植球等工艺形成在第二金属层113的对应位置；以及

最后，在步骤212，如图3l所示，连接外置结构。在所述第一通孔123及第二通孔124处连接管道，所述管道与泵104及热交换器105连通，然后向所述深腔结构内注入导热媒质。

本发明提供的一种浸没式散热的高频传输结构及其制造方法，采用浸没式散热方法，将芯片浸没于去离子水等非导电液态媒质内进行散热。通过深腔形成传输波导、滤波器及喇叭天线等结构，配合芯片实现高频传输。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。