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随着信息时代的到来，人们对集成电路的存储、处理等能力要求越来越高。对集成电路的集成度要求也越来越高。但随着14nm节点制造工艺芯片完成量产，以缩小二维尺寸提高集成电路集成度的技术发展将走向极限，于是就提出了三维芯片集成技术(3D IC Integration)。但ITRS报告指出，当硅晶体管栅宽达到14nm时，单颗高性能芯片能量密度将会大于100W/cm2，若将高性能芯片进行TSV三维立体集成，高功率点将在三维立体空间分布，能量密度将会是堆叠芯片能量密度的总和，这将远远超过现有散热方式的散热能力。内嵌扰流式微通道TSV转接板技术作为一项具有发展前景的主动式TSV三维集成芯片散热技术被提出，并迅速成为国际学术界及产业界研究开发的一大热点。 本文依托国家自然基金“三维集成扰流式散热微流道与TSV力电耦合研究”和航空基金“内嵌扰流式微通道的TSV转接板制造研究”，结合内嵌扰流式微流道TSV转接板现存的技术问题，选择“内嵌扰流式微通道TSV转接板关键工艺及其特性研究”作为硕士课题，提出了与TSV制造工艺兼容的内嵌扰流式微通道TSV转接板制造工艺流程，并通过样品的制备，掌握了带有内嵌式微通道的晶圆级硅硅直接键合工艺及其减薄工艺，开发了与TSV制造工艺兼容的制造工艺;本文设计了三种不同结构的内嵌式微通道，并提出了较为全面的散热效率评估方法对三种内嵌式微通道进行分析，得到了散热效率较高的内嵌式微通道结构;此外，针对内嵌式微通道存在对TSV电学性能的影响，分别模拟并分析了内嵌式微通道对单根TSV及GSG-TSV传输线电信号的影响，掌握了内嵌式微通道对TSV电信号的影响因素。论文的主要工作包括以下几个方面: 根据内嵌扰流式微通道TSV转接板的实际工艺需求，设计了与TSV制造工艺兼容的内嵌扰流式微通道TSV转接板制造工艺流程。并通过对微流体进出口区域的强制分流平衡支撑结构设计以及对带有内嵌式微通道硅晶圆样品的制造，完成了晶圆级内嵌式微通道硅硅直接键合工艺和减薄工艺的开发;通过对键合及减薄后带有内嵌式微通道的硅晶圆样品进行温度及压强测试实验，验证了其可达到TSV制造工艺的工艺环境要求，即此制造工艺与TSV制造工艺相兼容，完成了与TSV制造工艺兼容的内嵌扰流式微通道TSV转接板制造工艺流程的开发。 建立热流固有限元仿真模型，得到并分析了本文所设计三种微通道的温度云图及压强云图。提出更全面的评估了三种内嵌式微通道的散热效率的TEC参数。并分析得知交错翅片型微通道具有更高的散热效率，对于同一种类型的内嵌式微通道来说，较大的通道宽度的内嵌式微通道散热效率要优于较小通道宽度的内嵌式微通道散热效率，且另不均匀热载荷下与均匀热载荷下的内嵌式微通道散热效率具有相同的趋势，为内嵌式微通道结构的设计提供了重要参考。 针对硅与微通道的电学性能不同以及硅作为压阻材料受流体冲击会改变电阻率的特点，分别建立内嵌式微通道TSV转接板单根TSV单元电磁仿真模型以及GSG型TSV-RDL单元电磁仿真模型，得到TSV相关电学参数。并分析得知微通道及微流体的存在会引起TSV电信号的损失，且主要表现在寄生电导及寄生电容的变化上;另TSV的电学信号传输损失随着硅电阻率的增加而减小，但随着内嵌式微通道TSV转接板单元数量的增加而增加，且空心圆环型TSV在高频信号传输性能方面要优于实心圆柱型TSV，为内嵌式微通道TSV转接板TSV电学设计提供了重要参考。