[发明专利]一种射频芯片系统级封装的散热模块制作工艺

说明书

本发明公开了一种射频芯片系统级封装的散热模块制作工艺，包括如下步骤：101）盖板处理步骤、102）底座处理步骤、103）封装步骤；本发明提供避免大大提高模块的散热能力的一种射频芯片系统级封装的散热模块制作工艺。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种射频芯片系统级封装的散热模块制作工艺。

背景技术

电子产品的迅猛发展是当今封装技术进化的主要驱动力,小型化、高密度、高频高速、高性能、高可靠性和低成本是先进封装的主流发展方向,其中系统级封装是最重要也是最有潜力满足这种高密度系统集成的技术之一。

在各种系统级封装中，针对密闭射频芯片封装结构的硅转接板是硅基三维集成射频微系统的核心部件，为芯片到芯片和芯片到基板提供了最短的连接距离，最小的焊盘尺寸和中心间距。与其他互连技术如引线键合技术相比，硅转接板技术的优点包括：更好的电学性能、更高的带宽、更高的密度、更小的尺寸、更轻的重量。

但是对于较大尺寸和功率的射频芯片来说，硅转接板需要用到较为苛刻的散热结构，一般是在密闭硅转接板模块的下面设置金属层，使芯片的热量通过TSV传导到转接板下方的金属上，然后通过金属传导到基板或者PCB板上的镶铜结构上，从而达到散热的需求。

但是对于一些功率更高的芯片来说，这样的热传导只是通过金属来实现，中间热交换的空间较少，热量始终处于转接板和基板或PCB板的内部，散热效果有限。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供避免大大提高模块的散热能力的一种射频芯片系统级封装的散热模块制作工艺。

本发明的技术方案如下：

一种射频芯片系统级封装的散热模块制作工艺，具体处理包括如下步骤：

101）载板处理步骤：通过光刻、刻蚀工艺在载板上表面制作TSV孔，TSV孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um，在载板上表面通过沉积氧化硅或者氮化硅或者直接热氧化形成绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到100um之间；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，种子层厚度范围在1nm到100um，种子层本身结构为一层或多层，种子层采用钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍中的一种或多种；

通过电镀铜，使铜金属充满TSV孔，在200到500度温度下密化铜，用CMP工艺使载板上表面只剩下填铜形成铜柱；

在载板的上表面制作RDL，其包括制作绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到1000um，绝缘层采用氧化硅或者氮化硅，再通过光刻、干法刻蚀工艺开窗，能使RDL和铜柱连接，其中在载板表面制作RDL通过光刻，电镀工艺实现，RDL包括走线和键合功能的焊盘，RDL采用铜、铝、镍、银、金、锡中的一种或多种，RDL本身结构为一层或多层，其厚度范围为10nm到1000um；在载板表面制作焊盘通过光刻、电镀工艺实现，焊盘高度范围在10nm到1000um，焊盘的金属采用铜、铝、镍、银、金、锡中的一种或多种，焊盘结构为一层或多层；

焊盘和走线位于同一面，RDL包括导热金属层；

载板采用4、6、8、12寸晶圆中的一种，载板厚度范围为200um到2000um，其采用硅片、玻璃、石英、碳化硅、氧化铝、环氧树脂或聚氨酯；

102）载板减薄处理步骤：减薄载板下表面，通过研磨、湿法腐蚀和干法刻蚀的工艺使铜柱露出；

在载板露出的铜柱的表面覆盖绝缘层，绝缘层厚度范围在10nm到1000um，其采用氧化硅或者氮化硅；通过光刻，刻蚀工艺在绝缘层表面开窗，开窗后使铜柱露出，焊盘开窗的直径为10um到10000um；