[发明专利]一种基于三维散热结构的三维异构射频模组的制作方法

说明书

本发明公开了一种基于三维散热结构的三维异构射频模组的制作方法，具体包括如下步骤：101)芯片载板制作步骤、102)转接板制作步骤、103)键合步骤；本发明提供设置大流量散热沟槽的一种基于三维散热结构的三维异构射频模组的制作方法。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种基于三维散热结构的三维异构射频模组的制作方法。

背景技术

微波毫米波射频集成电路技术是现代国防武器装备和互联网产业的基础，随着智能通信、智能家居、智能物流、智能交通等“互联网+”经济的快速兴起，承担数据接入和传输功能的微波毫米波射频集成电路也存在巨大现实需求及潜在市场。

但是对于高频率的微系统，天线阵列的面积越来越小，且天线之间的距离要保持在某个特定范围，才能使整个模组具备优良的通信能力。但是对于射频芯片这种模拟器件芯片来讲，其面积不能像数字芯片一样成倍率的缩小，这样就会出现特高频率的射频微系统将没有足够的面积同时放置PA/LNA，需要把PA/LNA堆叠起来。

用于堆叠的模组一般先把PA/LNA嵌入到空腔中，然后在空腔的底部设置微流道散热装置，但是对于一定厚度的射频芯片，芯片表面器件热量要通过芯片基材传导到芯片底部才能散热，这样单纯在芯片底部设置散热沟槽已经不能满足模组散热需求。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供设置大流量散热沟槽的一种基于三维散热结构的三维异构射频模组的制作方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于三维散热结构的三维异构射频模组的制作方法，具体包括如下步骤：

101)芯片载板制作步骤：通过光刻，刻蚀工艺在芯片载板的下表面制作凹槽，在芯片载板下表面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，通过光刻，电镀工艺在种子层上制作键合金属形成焊盘；

对芯片载板上表面进行减薄，减薄厚度在10um到700um之间；芯片载板的上表面制作芯片槽，通过焊接工艺或者导热胶粘工艺把射频芯片焊接在芯片槽内，并由焊锡或导热胶填充满射频芯片跟芯片槽的间隙区域；通过光刻，电镀工艺在芯片载板上表面制作RDL；

102)转接板制作步骤：转接板上表面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；种子层上制作RDL；

通过光刻，刻蚀工艺在转接板上表面与芯片载板的下表面凹槽对应位置处制作TSV孔；通过光刻、干法或者湿法刻蚀工艺在转接板上表面与芯片槽对应的位置制作散热沟槽，散热沟槽深度范围在10um到700um之间；

103)键合步骤：将芯片载板下表面与转接板上表面进行焊接，转接板的下表面进行减薄，并露出TSV孔底部；通过光刻，电镀工艺在转接板下表面制作连接焊盘；切割焊接键合的模组得到单一的射频模组，把射频模组安装到相应PCB板上，散热沟槽通入可循环散热液体，得到具有三维散热能力的射频模组PCB板。

进一步的，RDL包括走线布局和键合焊盘；RDL材料采用铜、铝、镍、银、金、锡中的一种或多种混合，RDL本身结构为一层或多层结构，其厚度范围为10nm到1000um之间；焊盘的直径范围为10um到10000um之间。

进一步的，凹槽宽度范围在1um到10000um，深度在10um到1000um；绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；种子层厚度范围在1nm到100um，其本身结构为一层或多层结构，其材质采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或多种混合；焊盘高度范围在10nm到1000um，采用铜、铝、镍、银、金、锡中的一种或多种混合，本身结构为一层或多层。