[发明专利]一种内嵌金属微通道的转接板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种内嵌金属微通道的转接板及其制备方法，包括相互键合的第一衬底和第二衬底，以及设置于所述第一衬底中的金属微通道；所述金属微通道由第一衬底上的贯穿孔和第二衬底上的金属翅片组成；在集成高密度芯片的过程中，转接板的第一衬底和第二衬底先键合构成转接板结构，金属翅片置于第一衬底的贯穿孔中而构成金属微通道结构，然后在第一衬底表面集成高密度芯片，高密度芯片通过第一衬底表面金属再布线层和金属互连通孔实现信号的再分配，通过金属微通道导热。转接板导热效果良好，封装尺寸小，工艺简单，成本可控。

技术领域

本发明涉及一种内嵌金属微通道的转接板及其制备方法。

背景技术

TSV/TGV转接板技术(Through-Si-Via，TSV/Through-Glass-Via，TGV)是从TSV互连技术衍生出来的重要发展方向，可以提供与三维封装集成电路IC相匹配的线宽/节距、热膨胀系数，具有小尺寸、高密度、高集成度的特点，可以有效缩小封装尺寸，减小传输延时、降低噪声、提高电学性能、降低功耗等，已成为集成电路IC、MEMS、微纳传感器等芯片级三维集成的最具竞争力的转接基板技术。

三维系统级封装中集成高密度芯片、大功耗芯片时，芯片体的散热问题导致芯片在工作中性能下降、寿命降低甚至功能失效。

考虑到转接板集成高密度芯片时的散热问题，已公开的发明专利申请(公开号：CN104900611A)中涉及到用石墨烯散热片，在基于柔性基板的三维封装过程中，在封装体内埋入超薄且柔韧性较好的石墨烯散热片，从而在封装体内增加了一条直接通向外部的散热通道解决散热问题，这种方法虽可解决散热问题，但是石墨烯与芯片的贴合强度不好，降低了散热能力；已公开的发明专利申请(公开号：CN104716112A)中采用多级散热器热耦合递进散热，封装散热器热耦合到第一管芯封装和管芯封装散热器。管芯封装散热器热耦合到第二管芯封装，并且提供了用于将热量从第二管芯封装传导到封装散热器的热路径。这种方式散热结构复杂，工艺要求高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种内嵌金属微通道的转接板及其制备方法，解决了上述背景技术中的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内嵌金属微通道的转接板，用于集成高密度芯片，包括相互键合的第一衬底和第二衬底，所述第一衬底内部设置有金属微通道；

所述第一衬底上设有多个通孔、多个贯穿孔、绝缘层、金属互连层和金属再布线层；所述通孔和贯穿孔间隔分布于所述第一衬底；所述绝缘层连续布置于所述通孔的侧壁、贯穿孔的侧壁和所述第一衬底的上下表面；所述金属互连层连续布置于所述通孔侧壁和贯穿孔侧壁的绝缘层表面；所述金属再布线层布置于所述第一衬底上表面绝缘层上与高密度芯片接触的部分、第一衬底下表面绝缘层上与第二衬底接触的部分；所述金属再布线层与金属互连层接触形成电信号通路；

所述第二衬底的上表面设置有若干金属翅片，所述金属翅片位于所述贯穿孔内，且下端与第二衬底固定连接，上端延伸至所述第一衬底上表面的金属再布线层所在平面；

所述金属微通道包括贯穿孔和金属翅片；高密度芯片集成于转接板时，高密度芯片置于第一衬底上方，电信号通过第一衬底上表面的金属再布线层和金属互连层实现再分配，高密度芯片产生的热量通过金属微通道导热。

在本发明一较佳实施例中，所述第一衬底和第二衬底相互键合而成，键合方式包括金金键合、硅玻璃阳极键合、硅硅键合、BCB键合。

在本发明一较佳实施例中，所述第一衬底材质包括硅、玻璃、氮化硅、砷化镓、金属。

在本发明一较佳实施例中，所述第二衬底材质包括硅、玻璃、氮化硅、砷化镓；所述金属翅片的材质包括铜、铝、金、钨，通过LIGA电铸工艺形成于所述第二衬底的表面。