[发明专利]微流道散热系统及其制造方法

说明书

本发明提供了一种微流道散热系统及其制造方法，所述微流道散热系统的制造方法包括：在至少一个无源器件上形成第一信号互连系统及第一微流道散热系统；在信号互连板上形成第二信号互连系统；使所述第一信号互连系统与所述第二信号互连系统电连接；将至少一个有源芯片连接至所述无源器件上，所述有源芯片具有第三信号互连系统，使所述第一信号互连系统与所述第三信号互连系统电连接；在信号互连板上形成第二微流道散热系统；所述第一微流道散热系统与所述第二微流道散热系统贯通以形成散热流体的通路。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种微流道散热系统及其制造方法。

背景技术

随着芯片尺寸的不断减小，芯片集成度的不断提高，功能越来越强大，封装密度也越来越高。使得单位体积芯片的功耗急剧增大，芯片的温度急剧升高，导致芯片的可靠性降低，影响芯片的正常工作。研究发现，有源器件的温度每升高10℃，系统可靠性将降低一半。同时超过55％的电子设备的失效是由于温度过高造成的。由此可见，芯片的散热问题已经成为电子设备正常运行的关键要素。而微流道散热是非常有效的解决方案。目前有三种组装方案，一种是冷板通过第二层热界面贴在封装盖的背面，该方案优点是容易实现，缺点是尺寸过大、热阻较大。

中国发明专利申请201910521321.9提供了一种微流道散热结构，包括依次堆叠的散热单元，均具有散热通道；与芯片接触的散热单元上开设入口和出口，其实现冷板通过第二层热界面贴在封装盖的背面，该方案优点是容易实现，缺点是尺寸过大、热阻较大。

中国发明专利申请201910506694.9公开了一种晶圆级三维堆叠微流道散热结构，基板具有作为散热流体的入口和出口，以及层叠的第一芯片、第二芯片，三者均具有形成微流道的键合焊盘和形成电连接的信号键合焊盘，其直接在热源芯片上制作微流道，热阻小，但制作难度大，成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微流道散热系统及其制造方法，以解决现有的微流道散热无法同时实现散热效果好且制造工艺简单的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种微流道散热系统的制造方法，所述微流道散热系统的制造方法包括：

在至少一个无源器件上形成第一信号互连系统及第一微流道散热系统；

在信号互连板上形成第二信号互连系统；

使所述第一信号互连系统与所述第二信号互连系统电连接；

将至少一个有源芯片连接至所述无源器件上，所述有源芯片具有第三信号互连系统，使所述第一信号互连系统与所述第三信号互连系统电连接；

在信号互连板上形成第二微流道散热系统；

所述第一微流道散热系统与所述第二微流道散热系统贯通以形成散热流体的通路。

可选的，在所述的微流道散热系统的制造方法中，所述在至少一个无源器件上形成第一信号互连系统及第一微流道散热系统包括：

在第一无源器件的第一面上覆盖绝缘材料后，制备TSV结构；

在所述第一无源器件的TSV结构内填充金属用于信号互连，并开设若干连通的凹槽结构；

在第二无源器件的第一面上覆盖绝缘材料后，制备TSV结构；

在所述第二无源器件的TSV结构内填充金属用于信号互连，并开设若干连通的凹槽结构；

所述第一无源器件的第一面与所述第二无源器件的第一面相对键合，所述第一无源器件的TSV结构与所述第二无源器件的TSV结构电连接，所述第一无源器件的凹槽结构与所述第二无源器件的凹槽结构合围形成散热流体的通路。

可选的，在所述的微流道散热系统的制造方法中，所述在至少一个无源器件上形成第一信号互连系统及第一微流道散热系统还包括：