[实用新型]散热集成的电路芯片

说明书

本实用新型提供散热集成的电路芯片，包括SOI片，SOI片自上而下包括顶层硅、绝缘层及底层硅，SOI片纵向设置多个垂直通孔，垂直通孔贯穿绝缘层及底层硅，各垂直通孔内均设置导电导热柱，导电导热柱底端裸露于底层硅下表面，垂直通孔内侧壁设置电学隔离层，至少部分数量的导电导热柱端部抵于顶层硅底部，电路芯片还包括制成于顶层硅的集成电路，至少部分导电导热柱端部与集成电路电学连接。本实用新型具有优异的散热性能，可与各种集成电路整合。另一方面，本实用新型还提供了上述芯片的制作方法。

技术领域

本实用新型属于封装技术领域，具体涉及一种散热集成的电路芯片及其制作方法及基于该散热集成的电路芯片的封装结构。

背景技术

随着集成电路芯片内集成的晶体管数量越来越多，芯片的功耗越来越大，产生大量的热量，如果不能及时传递到外界，将会使内部芯片工作在较高温度下，易使芯片的可靠性下降，甚至失效。集成电路芯片的硅衬底导热系数为150W/m·K，散热功能相对金属导体较弱。为了进一步提升集成电路芯片的散热性能，传统的方法是在集成电路芯片的背面连接金属热沉，如导热系数为380W/m·K的铜热沉，形成低热阻的散热通道。然而，这种传统的散热结构不仅使得集成电路芯片的尺寸增大并难以进一步缩小，还增加了制造成本，与集成电路芯片的发展趋势相悖。

目前，集成电路芯片的散热装置均为片外式结构，尺寸较大，难以满足集成电路芯片的发展需求。因而，亟需开发设计具有高散热性能、可集成化的散热结构以及高可靠、低成本的制备工艺，以弥补传统散热装置的不足，促进集成电路产业的发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述技术问题的一个或者多个，本实用新型提供散热集成的电路芯片及其制作方法。

一方面，本实用新型提供散热集成的电路芯片，包括SOI片，SOI片自上而下包括顶层硅、绝缘层及底层硅，SOI片纵向设置多个垂直通孔，垂直通孔贯穿绝缘层及底层硅，各垂直通孔内均设置导电导热柱，导电导热柱底端裸露于底层硅下表面，垂直通孔内侧壁设置电学隔离层，至少部分数量的导电导热柱端部抵于顶层硅底部，电路芯片还包括制成于顶层硅的集成电路，至少部分导电导热柱端部与集成电路电学连接。

本实用新型提供的散热集成的电路芯片，包括集成电路以及SOI片，SOI片集成有导电导电柱，部分导电导热柱作为装置的集成散热结构，部分导电导热柱作为集成电路的电学连接部件。本实用新型具有优异的散热性能，可与各种集成电路整合。

在一些实施方式中，集成电路配置有电学焊盘，至少部分导电导热柱端部电学连接电学焊盘实现与集成电路的电学连接。

本实用新型的集成电路采用金丝线连接电学焊盘与部分导电导热柱。

在一些实施方式中，在本实用新型提供散热集成的电路芯片的集成电路配置有电学焊盘的各种实施例中，电学焊盘位于集成电路表面，散热集成的电路芯片还包括电连接导电导热柱与电学焊盘的金丝线。

在一些实施方式中，在本实用新型提供散热集成的电路芯片的各种实施例中，与集成电路具备电学连接的导电导热柱位于集成电路在底层硅的投影区域的之外。

这样，集成电路在底层硅的投影区域内的导电导热柱用于导出集成电路工作时散发的热能。

在一些实施方式中，垂直通孔的直径范围采用50-200μm。提高散热集成度。

另一方面，本实用新型提供散热集成的电路芯片的制作方法，包括

制作集成电路的步骤，SOI片的顶层硅表面制作集成电路，并于集成电路表面制作电学焊盘，及如下步骤：

步骤1、刻蚀SOI片的底层硅至绝缘层形成多个垂直通孔；

步骤2、于各垂直通孔的内侧壁制作电学隔离层；

步骤3、刻蚀垂直通孔底部的绝缘层；