CN110729200A - 一种控制散热器流量的三维异构模组制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制散热器流量的三维异构模组制作方法，具体包括如下步骤：101)标尺制作步骤、102)TSV孔制作步骤、103)键合步骤；本发明提供能满足多种液体流速需求的一种控制散热器流量的三维异构模组制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种控制散热器流量的三维异构模组制作方法。
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，如此基于导热铜柱对上层芯片进行散热将变得非常困难。
为解决这个问题，在芯片下方设置液冷散热微流道开始被引入，液冷通道可以通过控制单位时间内流入模组内液体的量来控制模组中芯片的温度，以此保证芯片在工作时不会因为温度过高而提前失效。但是在实际应用中发现对于多层堆叠的微流通道，不同层的微流道中液体的流速除了跟下面的泵体压力，微流道的入口直径和出口直径以及微流道的横截面积关系较大，而这些关键尺寸在设计时就已经固化，这样对于不同层的堆叠，其实需要的模组的参数是不同的，如果按照不同的层数来设计不同的尺寸，会大大增加流片费用。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供能满足多种液体流速需求的一种控制散热器流量的三维异构模组制作方法。
本发明的技术方案如下：
一种控制散热器流量的三维异构模组制作方法，具体包括如下步骤：
101)标尺制作步骤：在待键合载板和底座键合载板的表面设置标尺，标尺用于待键合载板和底座键合载板上芯片的对准检验；标尺采用线条状或者直角状；
其中，标尺制作过程如下：在待键合载板和底座键合载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，通过光刻，电镀工艺在种子层上制作对准标记金属形成标尺；或者通过光刻、干法刻蚀工艺在待键合载板和底座键合载板上表面刻蚀出相应凹槽形成标尺，或者在凹槽基础上通过大马士革工艺或者PVD工艺在凹槽内填充金属形成标尺，或者在填充金属处再用氧化硅或氮化硅覆盖形成标尺；
待键合载板和底座键合载板都采用4、6、8、12寸中的一种尺寸，厚度范围为200um到2000um之间，材质采用硅、玻璃、石英、碳化硅、氧化铝、环氧树脂、聚氨酯中的一种；
102)TSV孔制作步骤：待键合载板和底座键合载板上都通过光刻，刻蚀工艺制作TSV孔，TSV孔的直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um之间；减薄待键合载板和底座键合载板的底部，使TSV孔底部露出；或者待键合载板或底座键合载板其中之一的TSV孔改成长条形凹槽；
103)键合步骤：用共晶键合工艺把待键合载板和底座键合载板键合在一起，使步骤102)的TSV孔与TSV孔，或者TSV孔与凹槽相互连接形成微流道；其中，形成微流道前进行对准过程，在待键合载板周围设置推动装置，由推动装置微调待键合载板的位置，使不同面积的微流道注入散热液体后能有一样的控温效果，达到该效果后去除推动装置。
进一步的，步骤103)中形成微流道之后通过红外或者X-ray检测对准表面的差异程度，以判断是否符合设定需求，若不符合继续通过推动装置进行调整，直到符合设定需求。
进一步的，推动装置采用可实现手动0.1微米精度的微调装置，实现对功能模组进行两个轴向的微小移动和旋转移动。
进一步的，临时移动装置设置四个或其倍数的数量。
本发明相比现有技术优点在于：本发明通过在待键合载板和底座键合载板的表面设置标尺，在键合时通过仿真计算出最佳的进液口面积，然后在键合的时候通过推动装置的移动或转动待堆叠模组使进液口和出液口的面积，以此来调节微流道的液体流量，使键合后都能有一样的控温能力，实现只设计一种微流道却能满足多种液体流速控温的需求，大大节省了成本。
附图说明
图1为本发明的标尺示意图；
图2为本发明的另一种标尺示意图；
图3为本发明的待键合载板示意图；
图4为本发明的底座键合载板示意图；
图5为本发明的图3、图4键合前示意图；
图6为本发明的图5微调后的示意图；
图7为本发明的图6俯视图；
图8为本发明的图5微调后另一种示意图；
图9为本发明的另一种待键合载板或底座键合载板示意图；
图10为本发明的图9在键合时另一种示意图。
图中标识：待键合载板101、底座键合载板102、TSV孔103、凹槽104、标尺105。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明而不能作为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样的定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
各实施方式中提到的有关于步骤的标号，仅仅是为了描述的方便，而没有实质上先后顺序的联系。各具体实施方式中的不同步骤，可以进行不同先后顺序的组合，实现本发明的发明目的。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例1：
如图1至图7所示，一种控制散热器流量的三维异构模组制作方法，具体包括如下步骤：
101)标尺105制作步骤：在待键合载板101和底座键合载板102的表面设置标尺105，标尺105用于待键合载板101和底座键合载板102上芯片的对准检验；标尺105采用线条状或者直角状。
其中，标尺105制作过程如下：在待键合载板101和底座键合载板102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，通过光刻，电镀工艺在种子层上制作对准标记金属形成标尺105。绝缘层厚度范围在10nm到100um之间，种子层厚度范围在1nm到100um，种子层本身结构是一层也可以是多层结构，种子层材质可以是钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍等中的一种或多种混合。标记金属的尺寸范围在10nm到1000um之间，标记金属可以是铜，铝，镍，银，金，锡等材料中的一种或多种混合，结构上可以是一层也可以是多层结构。
或者通过光刻、干法刻蚀工艺在待键合载板101和底座键合载板102上表面刻蚀出相应凹槽104形成标尺105，或者在凹槽104基础上通过大马士革工艺或者PVD工艺在凹槽104内填充金属形成标尺105，或者在填充金属处再用氧化硅或氮化硅覆盖形成标尺105。
待键合载板101和底座键合载板102都采用4、6、8、12寸中的一种尺寸的硅片，厚度范围为200um到2000um，也可以是其他材质，包括玻璃，石英，碳化硅，氧化铝等无机材料，也可以是环氧树脂，聚氨酯等有机材料，其主要功能是提供支撑作用。
102)TSV孔103制作步骤：待键合载板101和底座键合载板102上都通过光刻，刻蚀工艺制作TSV孔103，TSV孔103的直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um之间；该TSV孔103是为了后续联通形成微流道所制作。减薄待键合载板101和底座键合载板102的底部，使TSV孔103底部露出；或者待键合载板101或底座键合载板102其中之一的TSV孔103改成长条形凹槽104。
103)键合步骤：用共晶键合工艺把待键合载板101和底座键合载板102键合在一起，使步骤102)的TSV孔103与TSV孔103，或者TSV孔103与凹槽104相互连接形成微流道。其中，形成微流道前进行对准过程，在待键合载板101周围设置推动装置，由推动装置微调待键合载板101的位置，使不同面积的微流道注入散热液体后能有一样的控温效果，达到该效果后去除推动装置。推动装置采用可实现手动0.1微米精度的微调装置，实现对功能模组进行两个轴向的微小移动和旋转移动。待键合载板101一般呈矩形，故临时移动装置设置四个或其倍数的数量。
待键合载板101放置在底座键合载板102上形成微流道之后，通过红外或者X-ray检测对准表面的差异程度，以判断是否符合设定需求，若不符合继续通过推动装置进行调整，直到符合设定需求，再进行共晶键合完成可调节流量的散热器构造。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。
Claims (4)
1.一种控制散热器流量的三维异构模组制作方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
101)标尺制作步骤：在待键合载板和底座键合载板的表面设置标尺，标尺用于待键合载板和底座键合载板上芯片的对准检验；标尺采用线条状或者直角状；
其中，标尺制作过程如下：在待键合载板和底座键合载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，通过光刻，电镀工艺在种子层上制作对准标记金属形成标尺；或者通过光刻、干法刻蚀工艺在待键合载板和底座键合载板上表面刻蚀出相应凹槽形成标尺，或者在凹槽基础上通过大马士革工艺或者PVD工艺在凹槽内填充金属形成标尺，或者在填充金属处再用氧化硅或氮化硅覆盖形成标尺；
待键合载板和底座键合载板都采用4、6、8、12寸中的一种尺寸，厚度范围为200um到2000um之间，材质采用硅、玻璃、石英、碳化硅、氧化铝、环氧树脂、聚氨酯中的一种；
102)TSV孔制作步骤：待键合载板和底座键合载板上都通过光刻，刻蚀工艺制作TSV孔，TSV孔的直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um之间；减薄待键合载板和底座键合载板的底部，使TSV孔底部露出；或者待键合载板或底座键合载板其中之一的TSV孔改成长条形凹槽；
103)键合步骤：用共晶键合工艺把待键合载板和底座键合载板键合在一起，使步骤102)的TSV孔与TSV孔，或者TSV孔与凹槽相互连接形成微流道；其中，形成微流道前进行对准过程，在待键合载板周围设置推动装置，由推动装置微调待键合载板的位置，使不同面积的微流道注入散热液体后能有一样的控温效果，达到该效果后去除推动装置。
2.根据权利要求1所述的一种控制散热器流量的三维异构模组制作方法，其特征在于：步骤103)中形成微流道之后通过红外或者X-ray检测对准表面的差异程度，以判断是否符合设定需求，若不符合继续通过推动装置进行调整，直到符合设定需求。
3.根据权利要求1所述的一种控制散热器流量的三维异构模组制作方法，其特征在于：推动装置采用可实现手动0.1微米精度的微调装置，实现对功能模组进行两个轴向的微小移动和旋转移动。
4.根据权利要求4所述的一种控制散热器流量的三维异构模组制作方法，其特征在于：临时移动装置设置四个或其倍数的数量。
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