[发明专利]一种PCB板液冷散热工艺

说明书

本发明提供一种PCB板液冷散热工艺，包括以下步骤：(a)、将金属盖帽和金属结构焊接形成微流道结构；(b)、提供衬底，在衬底背面制作TSV，RDL和焊盘，将衬底表面减薄使TSV露出，抛光使金属露出；(c)、在衬底表面开空腔，将芯片嵌入，在芯片表面制作RDL和焊盘，将芯片背部的衬底上刻蚀凹槽，使芯片背部露出，得到转接板；(d)、在衬底背部焊盘上制作第一焊锡球，在PCB板上焊接微流道结构，将转接板贴在PCB板上，得到最终结构。本发明的PCB板液冷散热工艺，通过设置一种可以实现接地功能的微流道，焊接在芯片的底部，使该微流道通道既可以实现芯片的散热功能，又可以通过微流道的导电功能，实现芯片的接地功能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种PCB板液冷散热工艺。

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堆叠或者竖立放置。

这样散热结构就要采用更先进的液冷或者相变制冷工艺，一般都是用金属加工的方式做射频模组的底座，底座里面设置微流通道，采用焊接的工艺使模组固定在金属底座上完成芯片的放置；但是对于用半导体材质制作的可用于芯片堆叠工艺的微流道来说，不能用金属焊接的方式实现液态微流道互联接口的结合，只能用回流焊或者表面贴装的方式，这种传统的只有平面焊接互联的工艺不能有效应对液压较高的微流道工作环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种PCB板液冷散热工艺，既可以实现芯片的散热功能，又可以通过微流道的导电功能，实现芯片的接地功能。本发明采用的技术方案是：

一种PCB板液冷散热工艺，其中，包括以下步骤：

(a)、提供金属盖帽，在金属盖帽表面刻蚀多个进液孔，在金属盖帽表面和进液孔内壁制作钝化层，腐蚀金属盖帽外边缘；提供表面带有凹槽的金属结构，在凹槽内沉积钝化层，将金属盖帽和带有凹槽的金属结构焊接形成微流道结构；

(b)、提供衬底，在衬底背面制作TSV，RDL和焊盘，在衬底背面临时键合，将衬底表面减薄使TSV露出，覆盖钝化层，然后抛光使金属露出；

(c)、在衬底表面开空腔，将芯片嵌入空腔中，并将芯片和空腔之间的缝隙填充，然后在芯片表面制作RDL和焊盘，解衬底背面的临时键合，在衬底表面做临时键合，将芯片背部的衬底上刻蚀凹槽，使芯片背部露出，得到转接板；

(d)、在衬底背部两侧的焊盘上制作第一焊锡球，提供PCB板，PCB板上设置进液口，在PCB板上焊接微流道结构，并将转接板贴在PCB板上，使微流道结构和芯片背部互联，第一焊锡球和PCB互联，同时微流道结构的进液孔和PCB板上的进液口互联，得到最终结构。

优选的是，所述的PCB板液冷散热工艺，其中，所述步骤（b）具体为：

(b1)、通过光刻，刻蚀工艺在衬底背面制作TSV孔，在衬底背面沉积绝缘层，在绝缘层上方制作至少一层种子层，电镀铜，使铜金属充满TSV形成TSV导电柱；

(b2)、将衬底背面铜去除，使衬底背面只剩下填铜；

(b3)、在衬底背面制作RDL和焊盘；

(b4)、将衬底背面做临时键合，以载片做支撑减薄衬底表面，使TSV在衬底表面露头，对其表面进行钝化层覆盖，然后抛光使TSV导电柱露出。