[发明专利]具有液态散热功能的PCB组装工艺

说明书

本发明提供一种具有液态散热功能的PCB组装工艺，包括以下步骤：（a）提供管状结构和金属微流道管；（b）提供衬底，在衬底表面制作TSV导电柱、RDL、焊盘和第一凹槽，在衬底背面设置第二凹槽，使TSV导电柱顶部金属露出，得到转接板；（c）在转接板第二凹槽内嵌入第一芯片，并在第二凹槽和第一芯片之间的缝隙内填充胶体，将管状结构嵌入到第一芯片底部的第一凹槽内，并将管状结构和金属微流道管互联，然后在转接板表面贴第二芯片，得到具有液态散热功能的PCB组装工艺。本发明的具有液态散热功能的PCB组装工艺，通过在芯片底下直接焊接微流道散热结构，使芯片的热量能够直接通过底部焊接层传递到微流道中，实现热的交换，增加芯片的散热能力。

技术领域

本发明涉及一种半导体技术领域，尤其是一种具有液态散热功能的PCB组装工艺。

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。

发明内容

本发明的目的是在于克服、补充现有技术中存在的不足，提供一种具有液态散热功能的PCB组装工艺，增加功率芯片的散热能力。本发明采用的技术方案是：

一种具有液态散热功能的PCB组装工艺，其中：包括以下步骤：

（a）提供带有微流道的管状结构，并提供金属微流道管；

（b）提供衬底，在衬底表面制作TSV导电柱、RDL、焊盘和第一凹槽，在衬底表面做临时键合，减薄衬底背面，然后在衬底背面设置第二凹槽，使得TSV导电柱顶端露出第二凹槽，在衬底背面沉积钝化层，光刻和干法刻蚀使TSV导电柱顶部金属露出，得到转接板；

（c）在转接板第二凹槽内嵌入第一芯片，并在第二凹槽和第一芯片之间的缝隙内填充胶体，将管状结构嵌入到第一芯片底部的第一凹槽内，并将管状结构和金属微流道管互联，然后在转接板表面贴第二芯片，得到具有液态散热功能的PCB组装结构。

优选的是，所述的具有液态散热功能的PCB组装工艺，其中：所述步骤（a）管状结构的制备方法具体为：

（a1）提供带有凹槽的上盖板；

（a2）提供带有通孔的载板；

（a3）通过焊接工艺将上盖板和载板焊接在一起形成带有微流道的管状结构。

优选的是，所述的具有液态散热功能的PCB组装工艺，其中：所述上盖板厚度为100um~2000um，宽度为100um~10mm，凹槽深度为100um~1900um，宽度为90um~9mm。

优选的是，所述的具有液态散热功能的PCB组装工艺，其中：所述步骤（b）具体为：

（b1）通过光刻和干法刻蚀工艺在衬底表面制作TSV孔；

（b2）在衬底表面沉积绝缘层，在绝缘层上制作至少一层种子层；

（b3）电镀铜，使铜金属充满TSV孔形成TSV导电柱，抛光使硅片表面铜去除，使硅片表面只剩下填铜；