一种芯片埋入式微流道模组封装结构及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种芯片埋入式微流道模组封装结构，包括：第一基板；第二基板；微流道，所述微流道由所述第一基板和所述第二基板的连接形成，且与所述第一基板和所述第二基板的连接面连通；芯片埋入腔，所述芯片埋入腔设置在所述第二基板中，由所述第二基板的下表面向内延伸；芯片，所述芯片设置在所述芯片埋入腔中；介质层，所述介质层覆盖设置所述芯片和所述第二基板的下表面，并填充所述芯片与所述芯片埋入腔的间隙；重新布局布线层，所述重新布局布线层贯穿所述介质层电连接至所述芯片；第二基板液体通道，所述第二基板液体通道贯穿所述第二基板，与所述微流道连通；以及介质层开口，所述介质层开口与所述第二基板通道连通。

【技术实现步骤摘要】
一种芯片埋入式微流道模组封装结构及制作方法
本专利技术涉及半导体封装
，尤其涉及一种芯片埋入式微流道模组封装结构及制作方法。
技术介绍
随着芯片向高密度、高性能方向发展，尤其是功率芯片的使用，对芯片封装的散热要求越来越高。对于热流密度比较高的芯片，微流道散热是非常有效的解决方案。目前现有技术提供了三种解决方案：一种是冷板通过第二层热界面贴在封装盖的背面，这种方案优点是容易实现，缺点是尺寸过大、热阻较大；第二种是直接在热源芯片背面制作微流道，这种方案热阻最小，但制作难度大；第三种是在封装盖内集成冷板，该方案实现简单，热阻也较小。IBM的该封装团队在封装盖内集成冷板的基础上，制作了双面散热的模块，下层采用在转接板(interposer)中制作微流道的方式，满足散热的同时进行了电信号的传播，但采用硅基液体冷却板的制作方式，其衬底硅一般较厚，封装结构尺寸较大，芯片与微流道之间的距离较长，从而影响散热效果。针对现有的微流道芯片模组封装结构较厚、封装结构尺寸较大、芯片与微流道之间的距离较长影响散热效果的问题，专利技术提出一种芯片埋入式微流道模组封装结构及制作方法，至少部分的克服了上述现有技术存在的问题。
技术实现思路
针对现有的微流道芯片模组封装结构较厚、封装结构尺寸较大、芯片与微流道之间的距离较长影响散热效果等问题，根据本专利技术的一个实施例，提供一种芯片埋入式微流道模组封装结构，包括：第一基板；第二基板，所述第二基板的上表面密封连接至所述第一基板的下表面；微流道，所述微流道由所述第一基板和所述第二基板的连接形成，且与所述第一基板和所述第二基板的连接面连通；芯片埋入腔，所述芯片埋入腔设置在所述第二基板中，由所述第二基板的下表面向内延伸；芯片，所述芯片设置在所述芯片埋入腔中；介质层，所述介质层覆盖设置所述芯片和所述第二基板的下表面，并填充所述芯片与所述芯片埋入腔的间隙；重新布局布线层，所述重新布局布线层贯穿所述介质层电连接至所述芯片；第二基板液体通道，所述第二基板液体通道贯穿所述第二基板，与所述微流道连通；以及介质层开口，所述介质层开口与所述第二基板通道连通。在本专利技术的一个实施例中，该芯片埋入式微流道模组封装结构还包括外接焊球，所述外接焊球电连接至所述重新布局布线层。在本专利技术的一个实施例中，所述微流道由设置在所述第一基板中的凹槽主体与所述第二基板的上表面密封连接构成。在本专利技术的一个实施例中，所述微流道由设置在所述第二基板中的凹槽主体与所述第一基板的下表面密封连接构成。在本专利技术的一个实施例中，所述微流道由设置在所述第一基板中的第一凹槽主体与所述第二基板中的第二凹槽主体配合密封连接构成。在本专利技术的一个实施例中，所述芯片通过贴片材料贴片至所述芯片埋入腔的底面。在本专利技术的一个实施例中，所述芯片具有背金电极，所述芯片埋入腔的底部和侧壁具有背金电极引出电路，所述芯片通过导电胶或者焊接材料设置在所述芯片埋入腔的底面，所述芯片的背金电极通过所述背金电极引出电路电连接至所述布局布线层。根据本专利技术的另一个实施例，提供一种带组装基板的芯片埋入式微流道模组封装结构，包括：第一基板；第二基板，所述第二基板的上表面密封连接至所述第一基板的下表面；微流道，所述微流道由所述第一基板和所述第二基板的连接形成，且与所述第一基板和所述第二基板的连接面连通；芯片埋入腔，所述芯片埋入腔设置在所述第二基板中，由所述第二基板的下表面向内延伸；芯片，所述芯片设置在所述芯片埋入腔中；介质层，所述介质层覆盖设置所述芯片和所述第二基板的下表面，并填充所述芯片与所述芯片埋入腔的间隙；重新布局布线层，所述重新布局布线层贯穿所述介质层电连接至所述芯片；第二基板液体通道，所述第二基板液体通道贯穿所述第二基板，与所述微流道连通；介质层开口，所述介质层开口与所述第二基板通道连通；外接焊球，所述外接焊球电连接至所述重新布局布线层；组装基板，所述外接焊球焊接至所述组装基板；液体出入口；所述液体出入口贯穿所述组装基板，且与所述介质层开口、第二基板液体通道、微流道连通；以及密封结构，所述密封结构用于所述液体出入口和所述介质层开口处的密封。在本专利技术的另一个实施例中，所述密封结构深入到所述介质层开口内部，并密封连接至第二基板。在本专利技术的又一个实施例中，提供一种带组装基板的芯片埋入式微流道模组封装结构的制作方法，包括：在第一基板上刻蚀形成微流道槽；将第二基板键合至第一基板，实现微流道密封；对第二基板进行刻蚀，形成芯片埋入腔；将芯片贴片至芯片埋入腔中；依次形成覆盖芯片的介质层、电连接至芯片的重新布局布线层以及介质层开口；通过介质层开口刻蚀第二基板形成与微流道连通的第二基板液体通道；制作外接焊球，形成芯片埋入式微流道模组封装结构；以及将芯片埋入式微流道模组封装结构通过外接焊球倒装焊接至组装基板，形成带组装基板的芯片埋入式微流道模组封装结构。本专利技术提供一种芯片埋入式微流道模组封装结构及制作方法，通过将热芯片埋入硅基液冷板中，在热芯片的底部区域设置微流道，通过液体循环实现散热，然后硅基液冷板与带有液冷槽/液冷孔的封装基板进行连接，实现进出水功能。基于本专利技术提供的该种芯片埋入式微流道模组封装结构及制作方法具有如下优点：1)利用硅基板芯片埋入结构，芯片距离微流道的硅厚度更薄，散热更快；2)利用埋入硅基板扇出(embeddedSiliconFan-Out，eSiFO)技术，芯片直接扇出IO，通过焊球直接与基板相连接，封装结构尺寸较小、性能较好，翘曲更低；3)进出水口为封装基板的底端，无需在表面制作较大的金属进液模块，成本较低。附图说明为了进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。图1示出根据本专利技术的一个实施例形成的一种芯片埋入式微流道模组封装结构100的剖面示意图。图2示出根据本专利技术的一个实施例形成的一种带组装基板的芯片埋入式微流道模组封装结构200的剖面示意图。图3A至图3H示出根据本专利技术的一个实施例形成该带组装基板的芯片埋入式微流道模组封装结构200的过程的剖面示意图。图4示出根据本专利技术的一个实施例形成该带组装基板的芯片埋入式微流道模组封装结构200的过程的流程图400。图5示出根据本专利技术的又一实施例形成的一种带组装基板的芯片埋入式微流道模组封装结构500的剖面示意图。图6示出根据本专利技术的再一实施例形成的一种带组装基板的芯片埋入式微流道模组封装结构600的剖面示意图。具体实施方式在以下的描述中，参考各实施例对本专利技术进行描述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片埋入式微流道模组封装结构，包括：/n第一基板；/n第二基板，所述第二基板的上表面密封连接至所述第一基板的下表面；/n微流道，所述微流道由所述第一基板和所述第二基板的连接形成，且与所述第一基板和所述第二基板的连接面连通；/n芯片埋入腔，所述芯片埋入腔设置在所述第二基板中，由所述第二基板的下表面向内延伸；/n芯片，所述芯片设置在所述芯片埋入腔中；/n介质层，所述介质层覆盖设置所述芯片和所述第二基板的下表面，并填充所述芯片与所述芯片埋入腔的间隙；/n重新布局布线层，所述重新布局布线层贯穿所述介质层电连接至所述芯片；/n第二基板液体通道，所述第二基板液体通道贯穿所述第二基板，与所述微流道连通；以及/n介质层开口，所述介质层开口与所述第二基板通道连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种芯片埋入式微流道模组封装结构，包括：
第一基板；
第二基板，所述第二基板的上表面密封连接至所述第一基板的下表面；
微流道，所述微流道由所述第一基板和所述第二基板的连接形成，且与所述第一基板和所述第二基板的连接面连通；
芯片埋入腔，所述芯片埋入腔设置在所述第二基板中，由所述第二基板的下表面向内延伸；
芯片，所述芯片设置在所述芯片埋入腔中；
介质层，所述介质层覆盖设置所述芯片和所述第二基板的下表面，并填充所述芯片与所述芯片埋入腔的间隙；
重新布局布线层，所述重新布局布线层贯穿所述介质层电连接至所述芯片；
第二基板液体通道，所述第二基板液体通道贯穿所述第二基板，与所述微流道连通；以及
介质层开口，所述介质层开口与所述第二基板通道连通。


2.如权利要求1所述的芯片埋入式微流道模组封装结构，其特征在于，还包括外接焊球，所述外接焊球电连接至所述重新布局布线层。


3.如权利要求1所述的芯片埋入式微流道模组封装结构，其特征在于，所述微流道由设置在所述第一基板中的凹槽主体与所述第二基板的上表面密封连接构成。


4.如权利要求1所述的芯片埋入式微流道模组封装结构，其特征在于，所述微流道由设置在所述第二基板中的凹槽主体与所述第一基板的下表面密封连接构成。


5.如权利要求1所述的芯片埋入式微流道模组封装结构，其特征在于，所述微流道由设置在所述第一基板中的第一凹槽主体与所述第二基板中的第二凹槽主体配合密封连接构成。


6.如权利要求1所述的芯片埋入式微流道模组封装结构，其特征在于，所述芯片通过贴片材料贴片至所述芯片埋入腔的底面。


7.如权利要求1所述的芯片埋入式微流道模组封装结构，其特征在于，所述芯片具有背金电极，所述芯片埋入腔的底部和侧壁具有背金电极引出电路，所述芯片通过导电胶或者焊接材料设置在所述芯片埋入腔的底面，所述芯片的背金电极通过所述背金电极引出电路电连接至所述布局...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国军，曹立强，
申请(专利权)人：上海先方半导体有限公司，华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31