[发明专利]模组液冷散热结构及其制造方法

说明书

本发明提供一种模组液冷散热结构，包括PCB板，PCB板内设置通孔，PCB板上方设置微流道模组，微流道模组两侧设置TSV导电柱，微流道模组内设置空腔，微流道模组上设置进液口和出液口，进液口连接倒流通道，微流道模组的进液口通过倒流通道和通孔互联，通孔连接冷供液装置，微流道模组上方设置芯片。本发明模组液冷散热结构及其制造方法，通过制作高深度的TSV导电柱，切割TSV导电柱，用TSV导电柱表面的金属做上下电性互联，然后通过在半导体微流道内设置金属材质的翅片，增加热传导能力；同时金属做的微流道模组模组本身还能作为电互联层，增大上面芯片的接地面积。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种模组液冷散热结构及其制造方法。

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。但是这种堆叠技术，功率芯片上面的热量需要通过几层介质才能传递给散热液体，效率较低。

为了进一步的减小散热微流道跟发热芯片之间的距离，现在的趋势是利用半导体做微流道，把半导体跟散热芯片通过键合工艺做互联，能大大增加芯片的散热效率，但是半导体做出的微流道既要有TSV互联功能，又要有高深宽比的微流道（微流道高度在300um以上），这两点很难同时实现。同时半导体材质传导热的效率有限，不如金属材质。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种模组液冷散热结构及其制造方法，增加模组的热传导能力，并增大芯片的接地面积。本发明采用的技术方案是：

一种模组液冷散热结构，其中，包括PCB板，所述PCB板内设置通孔，所述PCB板上方设置微流道模组，所述微流道模组两侧设置TSV导电柱，所述微流道模组内设置空腔，所述微流道模组上设置进液口和出液口，所述进液口连接倒流通道，所述微流道模组的进液口通过倒流通道和通孔互联，所述通孔连接冷供液装置，所述微流道模组上方设置芯片。

优选的是，所述的模组液冷散热结构，其中，所述微流道模组包括第一转接板和第二转接板，所述第一转接板和第二转接板上均包括TSV导电柱、RDL和焊盘，所述第一转接板和第二转接板对准键合形成微流道模组，所述第一转接板内设置第一空腔，所述第二转接板内设置第二空腔，所述第一空腔和第二空腔对准形成微流道模组的空腔；所述微流道模组上设置焊球，所述焊球和PCB板焊盘互联。

优选的是，所述的模组液冷散热结构，其中，所述第一空腔中平行等间隔设置多个第一金属柱，所述第二空腔中平行等间隔设置多个和第一金属柱对应的第二金属柱，第一金属柱和第二金属柱对应互联形成翅片结构。

优选的是，所述的模组液冷散热结构，其中，所述第一空腔中平行等间隔设置多个第一焊球，所述第二空腔中平行等间隔设置多个和第一焊球对应的第二焊球，第一焊球和第二焊球对应互联形成翅片结构。

优选的是，所述的模组液冷散热结构，其中，所述第一空腔中平行等间隔设置多个第一硅翅片结构，所述第二空腔中平行等间隔设置多个和第一硅翅片结构对应的第二硅翅片结构，每个所述第一硅翅片结构和第二硅翅片结构外均电镀金属层，第一硅翅片结构和第二硅翅片结构对应互联形成翅片结构。