一种内嵌金属微通道的转接板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种内嵌金属微通道的转接板及其制备方法，包括相互键合的第一衬底和第二衬底，以及设置于所述第一衬底中的金属微通道；所述金属微通道由第一衬底上的贯穿孔和第二衬底上的金属翅片组成；在集成高密度芯片的过程中，转接板的第一衬底和第二衬底先键合构成转接板结构，金属翅片置于第一衬底的贯穿孔中而构成金属微通道结构，然后在第一衬底表面集成高密度芯片，高密度芯片通过第一衬底表面金属再布线层和金属互连通孔实现信号的再分配，通过金属微通道导热。转接板导热效果良好，封装尺寸小，工艺简单，成本可控。

Transfer plate embedded with metal micro channel and preparation method thereof

The invention discloses a switching board and a preparation method thereof with metal micro channel, including mutual bonding the first substrate and the second substrate, and are arranged on the first substrate metal micro channel; the metal micro channel from the first substrate through the metal fin hole and second substrates in the composition; the process of integration of high density chip, the adapter plate the first substrate and the second substrate first bonding form adapter plate structure, metal fins disposed on the first substrate in the through hole of the formed metal micro channel structure, and then on the first surface of the substrate integrated chip of high density, high density chip through the metal surface of the first substrate and wiring layer and metal redistribution interconnect via the signal, through the micro channel heat conductive metal. The adapter board has good heat conduction effect, small package size, simple process and controllable cost.

【技术实现步骤摘要】
一种内嵌金属微通道的转接板及其制备方法
本专利技术涉及一种内嵌金属微通道的转接板及其制备方法。
技术介绍
TSV/TGV转接板技术(Through-Si-Via，TSV/Through-Glass-Via，TGV)是从TSV互连技术衍生出来的重要发展方向，可以提供与三维封装集成电路IC相匹配的线宽/节距、热膨胀系数，具有小尺寸、高密度、高集成度的特点，可以有效缩小封装尺寸，减小传输延时、降低噪声、提高电学性能、降低功耗等，已成为集成电路IC、MEMS、微纳传感器等芯片级三维集成的最具竞争力的转接基板技术。三维系统级封装中集成高密度芯片、大功耗芯片时，芯片体的散热问题导致芯片在工作中性能下降、寿命降低甚至功能失效。考虑到转接板集成高密度芯片时的散热问题，已公开的专利技术专利申请(公开号：CN104900611A)中涉及到用石墨烯散热片，在基于柔性基板的三维封装过程中，在封装体内埋入超薄且柔韧性较好的石墨烯散热片，从而在封装体内增加了一条直接通向外部的散热通道解决散热问题，这种方法虽可解决散热问题，但是石墨烯与芯片的贴合强度不好，降低了散热能力；已公开的专利技术专利申请(公开号：CN10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内嵌金属微通道的转接板，用于集成高密度芯片，其特征在于：包括相互键合的第一衬底和第二衬底，所述第一衬底内部设置有金属微通道；所述第一衬底上设有多个通孔、多个贯穿孔、绝缘层、金属互连层和金属再布线层；所述通孔和贯穿孔间隔分布于所述第一衬底；所述绝缘层连续布置于所述通孔的侧壁、贯穿孔的侧壁和所述第一衬底的上下表面；所述金属互连层连续布置于所述通孔侧壁和贯穿孔侧壁的绝缘层表面；所述金属再布线层布置于所述第一衬底上表面绝缘层上与高密度芯片接触的部分、第一衬底下表面绝缘层上与第二衬底接触的部分；所述金属再布线层与金属互连层接触形成电信号通路；所述第二衬底的上表面有若干金属翅片，所述金属翅片位于所述贯...

【技术特征摘要】
1.一种内嵌金属微通道的转接板，用于集成高密度芯片，其特征在于：包括相互键合的第一衬底和第二衬底，所述第一衬底内部设置有金属微通道；所述第一衬底上设有多个通孔、多个贯穿孔、绝缘层、金属互连层和金属再布线层；所述通孔和贯穿孔间隔分布于所述第一衬底；所述绝缘层连续布置于所述通孔的侧壁、贯穿孔的侧壁和所述第一衬底的上下表面；所述金属互连层连续布置于所述通孔侧壁和贯穿孔侧壁的绝缘层表面；所述金属再布线层布置于所述第一衬底上表面绝缘层上与高密度芯片接触的部分、第一衬底下表面绝缘层上与第二衬底接触的部分；所述金属再布线层与金属互连层接触形成电信号通路；所述第二衬底的上表面有若干金属翅片，所述金属翅片位于所述贯穿孔内，且下端与第二衬底固定连接，上端延伸至所述第一衬底上表面的金属再布线层所在平面；所述金属微通道包括贯穿孔和金属翅片；高密度芯片集成于转接板时，高密度芯片置于第一衬底上方，电信号通过第一衬底上表面的金属再布线层和金属互连层实现再分配，高密度芯片产生的热量通过金属微通道导热。2.根据权利要求1所述的一种内嵌金属微通道的转接板，其特征在于：所述第一衬底和第二衬底相互键合而成，键合方式包括金金键合、硅玻璃阳极键合、硅硅键合、BCB键合。3.根据权利要求1所述的一种内嵌金属微通道的转接板，其特征在于：所述第一衬底材质包括硅、玻璃、氮化硅、砷化镓。4.根据权利要求1所述的一种内嵌金属微通道的转接板，其特征在于：所述第二衬底材质包括硅、玻璃、氮化硅、砷化镓；所述金属翅片的材质包括铜、铝、金、钨，通过LIGA电铸工艺形成于所述第二衬底的表面。5.根据权利要求1所述的一种内嵌金属微通道的转接板，其特征在于：所述第二衬底材质包括金属和/或其金属合金，所述金属为钨、钛、钼、钛化钨、镍、锗中的至少一种；所述金属翅片的材质与第二衬底的材质相同，通过金属DRIE刻蚀工艺形成于所述第二衬底的表面。6.根据权利要求1所述的一种内嵌金属微通道的转接板，其特征在于：所述金属翅片的高度与所述第一衬底上下表面的金属再布线层间距离相适配。7.根据权利要求1所述的一种内嵌金属微通道的转接板，其特征在于：所述金属互连层与绝缘层、金属再布线层与绝缘层之间还布置有一阻挡层，所述阻挡层材料包括Ta、TaN、TiW中的至少一种，布置于通孔侧壁的绝缘层、金属互连层、阻挡层横切面为环状。8.权利要求1-7所述一种内嵌金属微通道的转接板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)制作第一衬底和绝缘层：取板状材料一块作为第一衬底，在其上通过DRIE、激光、喷砂或湿法刻蚀工艺形成多个通孔以及多个贯穿孔，所述贯穿孔的孔径大于通孔的孔径；通过气相沉积法在所述通孔侧壁、贯穿孔侧壁和所述第一衬底的上下表面形成致密的绝缘层，所述绝缘层的材质包括氧化硅、氮化硅、氧化铝、BCB、聚酰亚胺、玻璃、聚丙烯和聚对二甲苯；所述第一衬底的材质包括硅、玻璃、氮化硅和砷化镓；(2)制作电信号通路和金属翅片①制作电信号通路：通过PVD溅射在所述绝缘层表面形成一连...

【专利技术属性】
技术研发人员：马盛林，颜俊，蔡涵，夏雁鸣，罗荣峰，王玮，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35