CN212907728U - 一种内嵌微流道的散热型tsv转接板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种内嵌微流道的散热型TSV转接板，属于集成电路封装技术领域。散热型TSV转接板包括微流道凹槽层和TSV盖板层，微流道凹槽层和TSV盖板层通过键合层连接。微流道凹槽层包括通过刻蚀形成的微流道凹槽和转接板体通孔，转接板体通孔内设有侧壁金属化层；TSV盖板层包括通过刻蚀形成的微流体出入口和TSV通孔，TSV通孔内设有侧壁金属化层。本实用新型将具有微流道凹槽的微流道凹槽层与具有微流体出入口的TSV盖板层通过键合层连接，形成内部嵌入微流道结构的新型散热型TSV转接板，弥补传统TSV转接板受散热能力限制的不足，赋予转接板的主动散热能力，有效提升转接板的散热水平，可满足高功率密度的三维系统级封装的应用需求。

Description

一种内嵌微流道的散热型TSV转接板

技术领域

本实用新型涉及集成电路封装技术领域，特别涉及一种内嵌微流道的散热型TSV转接板。

背景技术

随着信息时代的到来，人们都对集成电路的存储、处理等能力要求越来越高；伴随着集成电路的集成度也不断提升，但随着10nm节点制造工艺芯片完成量产，以缩小二维尺寸提高集成电路集成度的技术发展走向极限，于是提出基于TSV的三维芯片集成技术。

ITRS（International Technology Roadmap for Semiconductors，国际半导体技术发展路线图）报告指出，当硅晶体管栅宽达10nm，单颗高性能芯片能量密度将会超过100W/cm²，若将高性能芯片进行TSV三维立体集成，高功率点将在三维立体空间分布，能量密度将会是堆叠芯片能量密度的总和，这将远远超过现有散热方式的散热能力，如何进行有效散热成为制约TSV三维集成的主要技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种内嵌微流道的散热型TSV转接板，以解决现有的TSV三维集成散热能力差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种内嵌微流道的散热型TSV转接板，微流道凹槽层和TSV盖板层，所述微流道凹槽层和所述TSV盖板层通过键合层连接。

可选的，所述微流道凹槽层包括通过刻蚀形成的微流道凹槽和转接板体通孔，所述转接板体通孔内设有侧壁金属化层；

所述TSV盖板层包括通过刻蚀形成的微流体出入口和TSV通孔，所述TSV通孔内设有侧壁金属化层。

可选的，所述键合层位于所述转接板体TSV通孔、所述TSV通孔、所述微流道凹槽和所述微流体出入口的周边。

可选的，所述微流道凹槽的结构包括直线型、S型和折线型。

可选的，所述转接板体TSV通孔内的侧壁金属化层和所述TSV通孔内的侧壁金属化层的材质均为金属，包括金、铜、钛和镍。

可选的，所述键合层的材料包括金、铜、锡铅、锡银、锡银铜和有机树脂。

可选的，所述微流道凹槽层和所述TSV盖板层的材质一致，包括硅和玻璃。

在本实用新型中提供了一种内嵌微流道的散热型TSV转接板，包括微流道凹槽层和TSV盖板层，所述微流道凹槽层和所述TSV盖板层通过键合层连接。所述微流道凹槽层包括通过刻蚀形成的微流道凹槽和转接板体通孔，所述转接板体通孔内设有侧壁金属化层；所述TSV盖板层包括通过刻蚀形成的微流体出入口和TSV通孔，所述TSV通孔内设有侧壁金属化层。本实用新型将具有微流道凹槽的微流道凹槽层与具有微流体出入口的TSV盖板层通过键合层连接，形成内部嵌入微流道结构的新型散热型TSV转接板，弥补传统TSV转接板受散热能力限制的不足，赋予转接板的主动散热能力，有效提升转接板的散热水平，可满足高功率密度的三维系统级封装的应用需求；转接板体通孔和TSV通孔采用侧壁金属化层及键合层实现电连接，避免传统电镀填充式TSV连接方式的良率低、工艺复杂等缺点，具有良率高、工艺简化等优势。

附图说明

图1是本实用新型提供的内嵌微流道的散热型TSV转接板结构示意图；

图2是在基板上制作转接板体通孔和微流道凹槽的示意图；

图3是在转接板体通孔内形成侧壁金属化层的示意图；

图4是在转接板体通孔和微流道凹槽周边制作键合层并截取得到独立的微流道凹槽层的示意图；

图5在基板上制作TSV通孔和微流体出入口的示意图；

图6是在TSV通孔内形成侧壁金属化层的示意图；

图7是在TSV通孔和微流体出入口周边制作键合层并截取得到独立的TSV盖板层的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种内嵌微流道的散热型TSV转接板作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例一

本实用新型提供了一种内嵌微流道的散热型TSV转接板，包括微流道凹槽层和TSV盖板层，两者材料一致，为硅或玻璃。如图1所示，所述微流道凹槽层包括通过刻蚀形成的微流道凹槽12和转接板体通孔11，所述转接板体通孔11内设有侧壁金属化层13；所述微流道凹槽12的结构包括直线型、S型和折线型；所述TSV盖板层包括通过刻蚀形成的微流体出入口22和TSV通孔21，所述TSV通孔21内设有侧壁金属化层23。所述侧壁金属化层13和所述侧壁金属化层23的材质均为金属，可以为金、铜、钛和镍等材料。

请参阅图1，所述微流道凹槽12和所述转接板体通孔11周边形成有键合层14，微流体出入口22和TSV通孔21周边形成有键合层24，所述键合层14和键合层24的材料可以金、铜、锡铅、锡银、锡银铜和有机树脂等材料。所述微流道凹槽层和所述TSV盖板层通过键合层（包括键合层14和键合层24）连接。

本实用新型通过将具有高效主动散热功能的微流道凹槽埋入在TSV转接板内，有效增加了TSV转接板的散热能力，从而满足高功率密度三维微电子系统封装散热需求。

上述的内嵌微流道的散热型TSV转接板通过如下方法制备而成：

提供基板A，所述基板A的材料可以为硅、玻璃或其他材料；通过两次常规刻蚀工艺，在基板A上分别制作所需节距、深宽比的转接板体通孔11和所需微流道形状、深宽比的微流道凹槽12，如图2所示；两次刻蚀工艺顺序不限，所述微流道凹槽12的深度不超过基板A的厚度；所述微流道凹槽12包括直线型、S型、折线型等结构；

通过溅射工艺在转接板体通孔11内的侧壁形成侧壁金属化层13，如图3所示；侧壁金属化层13的厚度根据信号互连设计要求确定，所述侧壁金属化层13的材料可以为钛、镍、金、铜等金属材料；

通过电镀、印刷、粘接工艺在转接板体通孔11和微流道凹槽12周边制作键合层14；通过划片工艺截取得到独立的微流道凹槽层1，如图4所示；所述键合层14的厚度根据其材料、键合工艺及产品要求而定，所述键合层14的材料可以为金、铜、锡铅、锡银、有机树脂等材料；

重新提供基板B，所述基板B的材料可以为硅、玻璃或其他材料；在基板B上通过刻蚀制作所需节距、深宽比的TSV通孔21和所需尺寸的微流体出入口22，如图5所示；

通过溅射工艺在TSV通孔21内的侧壁形成侧壁金属化层23，如图6所示；所述侧壁金属化层23的厚度根据信号互连设计要求确定，所述侧壁金属化层23的材料可以为钛、镍、金、铜等金属材料；

通过电镀、印刷、粘接工艺在TSV通孔21和微流体出入口22周边制作键合层24；通过划片工艺截取得到独立的TSV盖板层2，如图7所示；

通过热压焊、回流焊、胶粘接工艺，将如图4所示的微流道凹槽层与如图7所示的TSV盖板层通过键合层（包括键合层14和键合层24）完成上下两层键合，得到如图1所示的散热型TSV转接板。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (3)

1.一种内嵌微流道的散热型TSV转接板，其特征在于，包括：

微流道凹槽层和TSV盖板层，所述微流道凹槽层和所述TSV盖板层通过键合层连接；所述微流道凹槽层包括通过刻蚀形成的微流道凹槽和转接板体通孔，所述转接板体通孔内设有侧壁金属化层；所述TSV盖板层包括通过刻蚀形成的微流体出入口和TSV通孔，所述TSV通孔内设有侧壁金属化层。

2.如权利要求1所述的内嵌微流道的散热型TSV转接板，其特征在于，所述键合层位于所述转接板体通孔、所述TSV通孔、所述微流道凹槽和所述微流体出入口的周边。

3.如权利要求1所述的内嵌微流道的散热型TSV转接板，其特征在于，所述微流道凹槽的结构包括直线型、S型和折线型。

Images