一种具有散热功能的柔性电路板射频模组及其制作方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，更具体的说，它涉及一种具有散热功能的柔性电路板射频模组及其制作方法。

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。

但是射频集成电路功率普遍较高，尤其是制作大功率模组时，只做底部的散热配置，射频芯片产生的热会聚集在芯片的底部金属块附近，造成局部温度过高，而周围转接板因为没有金属，把热量导出效果有限。同时芯片将热量传递至pcb板上的镶铜，需要通过芯片跟底座的焊接面、焊接面跟tsv铜柱以及铜柱跟微系统底部镶铜等界面，距离长，传热效果差。依靠pcb板镶铜散热，是把芯片的热量传导给了壳体，单纯的z轴方向的热传导如果碰到pcb板传热效果不好，会对匹配更大功率的芯片不利。

针对这种情况，一般施加微流控散热器，用液冷的方式实现芯片的降温，但是新加的散热器制作工艺复杂，需要先把射频模块先焊接在散热器上，散热器位于模组的下方，如果散热器所在的底座散热效果不好，则大量的热仍然不能有效散出，最终导致模组过热而失去工作能力。

并且对于大多数射频模组来说，在底部加接地线路都是必须的，这样在底部既加散热器又配置接地电路tsv，就大大增大了模组的设计和工艺难度。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提供具有良好的散热作用的一种具有散热功能的柔性电路板射频模组。

本发明的技术方案如下：

一种具有散热功能的柔性电路板射频模组，包括柔性载板、柔性电路板、射频芯片模组、循环泵和pcb板；柔性载板与柔性电路板键合，柔性电路板的一端与pcb板联通；其中，射频芯片模组通过柔性电路板上的焊盘固定在柔性电路板上，柔性载板上设置散热通道，且散热通道的一端连接循环泵。

进一步的，散热通道包括散热主通道和芯片散热道，散热主通道与芯片散热道联通；芯片散热道设置在射频芯片模组上。

一种具有散热功能的柔性电路板射频模组的制作方法，具体包括如下步骤：

101)柔性载板制作步骤：在柔性单载板表面设置沟槽，沟槽通过光刻、干法或湿法刻蚀工艺，或者通过机床加工工艺制作而成；两个柔性单载板设置沟槽的一面相互贴合形成柔性载板，并使沟槽形成密闭的散热主通道；

102)柔性电路板制作步骤：在第一层有机膜表面覆盖第一铜膜，通过光刻和湿法刻蚀工艺将第一铜模制成第一层铜线；然后用第二层有机膜覆盖第一层铜线，并通过钻孔工艺露出第一层铜线上的焊盘，在第二层有机膜表面重新覆盖第二铜膜，通过光刻和湿法刻蚀工艺将第二铜模制作第二铜线，最后用第三层有机膜覆盖完成对第二铜线的保护，并钻孔露出相应的第二铜线的焊盘；其中，第一层铜线上的焊盘与第二铜线的焊盘联通；

103)键合步骤：将步骤101制作的柔性载板和步骤102制作的柔性电路板键合，将带有芯片散热道的射频芯片模组设置在柔性电路板上，且使芯片散热道和密闭的散热主通道联通，从而形成散热通道；将散热主通道的一端进行开口，并使其与循环泵互联，然后往散热通道中注入散热液体。

进一步的，沟槽深度范围为90nm到9000um之间，沟槽宽度范围在90nm到9000um之间；沟槽截面采用规则图像或不规则图形。

进一步的，规则图形采用矩形、半圆形、三角形或梯形；不规则图形采用多边形。

进一步的，步骤101)中沟槽上设置保护层，该保护层的材料采用有机物膜；有机物薄膜采用聚四氟乙烯塑料、环氧树脂或聚氨酯，机物膜的厚度在100nm到10000um之间。

进一步的，柔性单载板远离沟槽的一侧采用平滑的或凹凸不平的表面。

进一步的，键合方式采用热压键合、胶粘键合或共晶键合。

进一步的，散热液体采用水、有机溶剂，、态混合物或防冻液。

进一步的，将步骤103形成的电路板与pcb板上的焊盘互联。

本发明相比现有技术优点在于：本发明利用柔性电路板的可弯折能力，把散热通道设置于柔性电路板上，通过散热通道把热量从芯片底部直接在平面方向引出，既避免了传统热直导到模组底部可能会引起的散热不良，而不利于模组工作，又大大降低了模组的工艺难度。

附图说明

图1为本发明的应用扩展结构图；

图2为本发明的柔性单载板俯视图；

图3为本发明的柔性单载板剖面图；

图4为本发明的柔性单载板另一种剖面图；

图5为本发明的柔性载板示意图；

图6为本发明的图3的组合成的柔性载板剖面图；

图7为本发明的图4的组合成的柔性载板剖面图；

图8为本发明的图6设置射频芯片模组的示意图；

图9为本发明的图7设置射频芯片模组的示意图。

图中标识：柔性单载板1、沟槽11、柔性载板2、散热主通道21、柔性电路板3、射频芯片模组4、pcb板5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明而不能作为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样的定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

各实施方式中提到的有关于步骤的标号，仅仅是为了描述的方便，而没有实质上先后顺序的联系。各具体实施方式中的不同步骤，可以进行不同先后顺序的组合，实现本发明的发明目的。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例1：

如图1至图9所示，一种具有散热功能的柔性电路板3射频模组，包括柔性载板2、柔性电路板3、射频芯片模组4、循环泵和pcb板5；柔性载板2与柔性电路板3键合，柔性电路板3的一端与pcb板5联通。其中，射频芯片模组4通过柔性电路板3上的焊盘固定在柔性电路板3上，柔性载板2上设置散热通道，且散热通道的一端连接循环泵。散热通道包括散热主通道21和芯片散热道，散热主通道21与芯片散热道联通；芯片散热道设置在射频芯片模组4上，射频芯片模组4是采用现有的结构设计。整体上通过在柔性载板2上设置散热通道，以避免传统的，通过在载板上与芯片散热道相对应的位置处设置直通散热孔，而使得在散热器本身底座散热不太好时，出现大量的热量仍然不能有效散出，最终导致整个模组过热而失去工作能力。此设计结构又大大降低了整个模组制作的工艺难度，大大降低相应成本，又提高散热效果。

具体的，具有散热功能的柔性电路板3射频模组的制作方法，包括如下步骤：

101)柔性载板2制作步骤：如图2所示，在柔性单载板1表面设置沟槽11，沟槽11通过光刻、干法或湿法刻蚀工艺，或者通过机床加工工艺制作而成；两个柔性单载板1设置沟槽11的一面相互贴合形成柔性载板2，并使沟槽11形成密闭的散热主通道21。沟槽11深度范围为90nm到9000um之间，沟槽11宽度范围在90nm到9000um之间；沟槽11截面采用规则图像或不规则图形。规则图形采用矩形、半圆形、三角形或梯形等；不规则图形采用多边形，弧线形等。其中，沟槽11上还可以设置保护层，该保护层的材料采用有机物膜，进一步提高散热主通道21的使用寿命。如图3、图4所示，柔性单载板1远离沟槽11的一侧采用平滑的或凹凸不平的表面都可，柔性载板2形成的截面图如图5、图6所示。

102)柔性电路板3制作步骤：在第一层有机膜表面覆盖第一铜膜，通过光刻和湿法刻蚀工艺将第一铜模制成第一层铜线；然后用第二层有机膜覆盖第一层铜线，并通过钻孔工艺露出第一层铜线上的焊盘，在第二层有机膜表面重新覆盖第二铜膜，通过光刻和湿法刻蚀工艺将第二铜模制作第二铜线，最后用第三层有机膜覆盖完成对第二铜线的保护，并钻孔露出相应的第二铜线的焊盘；其中，第一层铜线上的焊盘与第二铜线的焊盘联通。具体的第一层铜线上的焊盘与第二铜线的焊盘联通，可以通过光刻、干法刻蚀或者激光钻孔的工艺在制作互联孔，从而使得第一层铜线上的焊盘与第二铜线的焊盘露出，并相互连接。其中，互联孔的直径一般为10um到1000um。有机物薄膜采用聚四氟乙烯塑料、环氧树脂或聚氨酯，机物膜的厚度在100nm到10000um之间。第一层铜线、第二层铜线作为互联结构，其厚度在100nm到1000um之间，宽度在100nm到1000um之间；此处铜线还可以是镍，铝，金，银等金属材料进行替换。

103)键合步骤：将步骤101)制作的柔性载板2和步骤102)制作的柔性电路板3键合，将带有芯片散热道的射频芯片模组4设置在柔性电路板3上，且使芯片散热道和密闭的散热主通道21联通，从而形成散热通道，实现射频芯片模组4的底部跟柔性载板2的紧密贴合。接着将散热主通道21的一端进行开口，并使其与循环泵互联，然后往散热通道中注入散热液体，实现散热液的流通。其中，键合方式采用热压键合、胶粘键合或共晶键合等。散热液体采用水、有机溶剂，、态混合物或防冻液，实现循环泵的运作带动散热液体进行散热，大大提高散热效果。

实际操作中，将步骤103)形成的电路板与相应pcb板5上的焊盘互联，实现对外的连接互通，并且pcb可以采用本方案设置的电路板，既达到散热液的互通，又只设置一个循环泵，大大降低制作成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。