【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体芯片封装，尤其是涉及一种集成铜歧管微通道的散热封装结构及制备方法。
技术介绍
1、芯片散热是指将电子芯片在工作过程中产生的热量有效地导到外部环境中，以保持芯片的正常运行和延长寿命的技术。随着5g通信、自动驾驶、人工智能等技术的快速发展，智能设备的数据生成处理和通信速率不断提高，对芯片的性能要求越来越高，以美国openai公司为例，为了保持发展的速度，数据中心的算力基本上要在3.5个月后翻一倍。集成电路工艺的不断进步使电子芯片更加集成化和微型化，使得芯片的功率密度越来越高。现阶段芯片性能的提升和功率密度的提高导致其在工作中产生了大量的热，而发热会影响芯片的运行速度导致芯片降低运行频率，严重情况还会导致不可逆的损伤。为了避免这种情况，诸如美国微软公司将其数据中心放到了海底，谷歌则放在了气候严寒的北欧芬兰。所以散热管理是未来电子芯片的主要挑战之一。
2、目前主流的芯片散热技术包括风冷、液冷和制冷技术。其中风冷技术是指利用风扇或散热片等装置，通过对流和辐射的方式，将芯片的热量散发到空气中。这种技术简单、成本低、可靠性高，但是随着芯片的集成度和功耗的提高，风冷技术已经难以满足散热需求，而且会产生噪音和电磁干扰等问题。制冷技术则是利用制冷剂或热电材料，通过压缩或电流，实现芯片的主动冷却。这种技术可以使芯片的温度低于环境温度，提高芯片的性能和可靠性，但是也需要消耗额外的能源，增加系统的重量和体积，以及制冷剂的环境影响等问题。液冷技术是利用液体作为冷却介质，通过泵或自然循环，将芯片的热量传递到冷却介质中。这种技术
3、针对液冷技术，目前常见的液冷微通道分为非嵌入式和嵌入式两种。前者需要借助中间的热界面材料将热量传递到微通道冷板中，然后通过液体散热，其缺点是尺寸大、热阻大。后者则是直接在芯片后面通过刻蚀制造微通道，其工艺复杂、成本较高，且与现有的设备生产和组装工艺不兼容。此外当液体流过时会产生较大的压力，并增加了液体泵浦的功率，这会产生破坏性的机械应力导致芯片局部翘曲，芯片的可靠性和稳定性得不到保障。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述部分问题，本专利技术提供一种集成铜歧管微通道的散热封装结构及制备方法，在芯片的背面设置有多条镀有金属铜的歧管微通道，能够近距离接触发热源并高效地传递热量，在配置有进出液体口的封装盖板下设置有键合层，能够将散热结构完整封装，形成集成的散热封装结构。
2、在本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，包括：
3、芯片；
4、封装盖板，被配置为液冷介质的进出通道并保护所述芯片；
5、歧管微通道组件，被配置为为所述芯片散热；
6、其中所述歧管微通道组件布置在所述芯片背面并与所述封装盖板相连接，或，布置在所述封装盖板的下底面并与所述芯片相连接；
7、进一步地，所述封装盖板的两侧设置有液冷介质的进出液口；所述进出液口贯穿所述封装盖板；
8、进一步地，所述所述芯片与所述封装盖板采用键合连接，
9、进一步地，歧管微通道组件包括沿芯片宽度向交替分布的第一微通道单元和第二微通道单元，所述第一微通道单元包括n1条第一微通道，n1≥1，第二微通道单元包括n2条第二微通道，n2≥1，且相邻微通道存在间距d，d＞0；
10、进一步地，所述第一微通道的形状为两端圆锥形条状结构；所述第二微通道的形状为长方体条状结构；
11、进一步地，所述第一微通道的长度向轴线与进出液口的长度向轴线垂直设置；所述第二微通道的长度向轴线与进出液口的长度向轴线垂直设置；
12、进一步地，所述进出液口的长度大于歧管微通道组件的宽度；
13、进一步地，若所述歧管微通道组件布置在所述芯片背面，则所述歧管微通道组件的两侧端部位于所述进出液口的正下方；若所述歧管微通道组件布置在封装盖板的下底面，则所述歧管微通道组件的两侧端部位于所述进出液口内；
14、进一步地，所述进出液口的宽度为相邻微通道间距d的5-10倍。
15、进一步地，所述第一微通道的长度大于所述第二微通道的长度，所述第一微通道的宽度w1大于所述第二微通道的宽度w2，w1＝[2×w2,5×w2]；
16、进一步地，所述歧管微通道组件的歧管微通道内表面设有铜金属包覆层，所述铜金属包覆层包括阻挡层、金属黏附层、铜晶种层和铜键合层；
17、在本专利技术的第二方面，本专利技术提供一种集成铜歧管微通道的散热封装结构的形成方法，包括：
18、步骤s1、制备封装盖板，并在封装盖板的两侧刻蚀出贯穿封装盖板的进出液口；
19、优选地，根据给定的芯片大小尺寸，在晶圆上定义出单片封装盖板的大小尺寸，通过切割方式得到单片的封装盖板，再通过光刻工艺定义出液冷介质进出口的图形，然后采用刻蚀工艺，刻蚀出封装盖板的进出液口，然后对封装盖板背面进行化学机械抛光/打磨，得到贯穿封装盖板的进出液口；
20、优选地，根据给定的芯片大小尺寸，在晶圆上定义出封装盖板的大小尺寸，通过光刻工艺在晶圆上定义出封装盖板上液冷介质进出口的图形，然后采用刻蚀工艺，刻蚀出封装盖板的进出液口，然后对晶圆背面进行化学机械抛光/打磨，得到贯穿封装盖板的进出液口；
21、优选地，根据给定的芯片大小尺寸，在晶圆上定义出单片封装盖板的大小尺寸，通过切割方式得到单片的封装盖板，再通过光刻工艺定义出两端平行的液冷介质进出口的图形和与进出液口垂直的歧管微通道图形，然后采用刻蚀工艺，刻蚀出封装盖板的进出液口和歧管微通道，然后对封装盖板背面进行化学机械抛光/打磨，得到贯穿封装盖板的进出液口；
22、优选地，根据给定的芯片大小尺寸，在晶圆上定义出封装盖板的大小尺寸，通过光刻工艺在晶圆上定义出封装盖板上液冷介质进出口的图形和与进出液口垂直的歧管微通道图形，然后采用刻蚀工艺，刻蚀出封装盖板的进出液口和歧管微通道，然后对晶圆背面进行化学机械抛光/打磨，得到贯穿封装盖板的进出液口；
23、步骤s2、在所述芯片的背面或所述封装盖板的下底面刻蚀所述歧管微通道组件；所述歧管微通道组件的歧管微通道内表面设有铜金属包覆层；
24、优选地，在刻蚀有所述歧管微通道组件的所述封装盖板下底面通过干式氧化工艺，生长一层高质量密度的二氧化硅阻挡层，后通过沉积工艺，沉积一层金属黏附层，之后通过沉积工艺，沉积一层铜金属作为铜晶种层，最后通过电镀工艺，镀上铜金属作为铜键合层。
25、更为优选地，通过光刻工艺在芯片背面定义出歧管微通道的图形，然后采用刻蚀工艺，在晶体管深度确定且不影响芯片电性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，包括：
2.根据权利要求1所述一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，其特征在于，所述芯片与所述封装盖板采用键合连接。
3.根据权利要求1所述一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，其特征在于，所述歧管微通道组件包括沿芯片宽度向交替分布的第一微通道单元和第二微通道单元；所述第一微通道单元包括n1条第一微通道，n1≥1；所述第二微通道单元包括n2条第二微通道，n2≥1；相邻微通道存在间距d，d＞0。
4.根据权利要求3所述一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，其特征在于，所述第一微通道的形状为两端圆锥形条状结构；所述第二微通道的形状为长方体条状结构。
5.根据权利要求3或4所述一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，其特征在于，所述第一微通道的长度向轴线与进出液口的长度向轴线垂直设置；所述第二微通道的长度向轴线与进出液口的长度向轴线垂直设置。
6.根据权利要求1或3所述一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，其特征在于，所述进出液口的长度大于歧管微通道组件的宽度；所述进出液口的宽度为相邻微通道间距d的
7.根据权利要求1所述一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，其特征在于，若所述歧管微通道组件布置在所述芯片背面，则所述歧管微通道组件的两侧端部位于所述进出液口的正下方；若所述歧管微通道组件布置在封装盖板背面，则所述歧管微通道组件的两侧端部位于所述进出液口内；
8.根据权利要求1所述一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，其特征在于，所述铜金属包覆层包括阻挡层、金属黏附层、铜晶种层和铜键合层。
9.一种权利要求1-8任一项所述集成铜歧管微通道的散热封装结构的形成方法，其特征在于所述方法包括：
10.权利要求9所述方法，其特征在于，步骤S2具体是通过光刻和刻蚀工艺在所述芯片的背面或所述封装盖板下底面形成所述歧管微通道组件；在刻蚀所述歧管微通道组件的所述芯片的背面或所述封装盖板的下底面，以及为刻蚀有所述歧管微通道组件的所述芯片背面或所述封装盖板下底面生长一层阻挡层，芯片背面再沉积第二层阻挡层，然后通过沉积工艺，沉积一层金属黏附层，之后通过沉积工艺，沉积一层铜金属作为铜晶种层，最后通过电镀工艺，镀上铜金属作为铜键合层；
...【技术特征摘要】
1.一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，包括：
2.根据权利要求1所述一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，其特征在于，所述芯片与所述封装盖板采用键合连接。
3.根据权利要求1所述一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，其特征在于，所述歧管微通道组件包括沿芯片宽度向交替分布的第一微通道单元和第二微通道单元；所述第一微通道单元包括n1条第一微通道，n1≥1；所述第二微通道单元包括n2条第二微通道，n2≥1；相邻微通道存在间距d，d＞0。
4.根据权利要求3所述一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，其特征在于，所述第一微通道的形状为两端圆锥形条状结构；所述第二微通道的形状为长方体条状结构。
5.根据权利要求3或4所述一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，其特征在于，所述第一微通道的长度向轴线与进出液口的长度向轴线垂直设置；所述第二微通道的长度向轴线与进出液口的长度向轴线垂直设置。
6.根据权利要求1或3所述一种集成铜歧管微通道的散热封装结构，其特征在于，所述进出液口的长度大于歧管微通道组件的宽度；所述进出液口的宽度为相邻微通道间...
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