一种酒精浓度检测系统封装结构及其制造方法技术方案

本发明专利技术公开了一种酒精浓度检测系统的封装结构，包括：芯片基板；信号处理芯片，所述信号处理芯片设置在所述芯片基板的正面；传感器基板，所述传感器基板的背面键合至所述芯片基板的正面，所述信号处理芯片位于所述传感器基板的背面镂空区域；酒精浓度检测结构，所述酒精浓度检测结构设置在所述传感器基板的正面；以及外接焊球，所述外接焊球设置所述芯片基板的背面。

【技术实现步骤摘要】
一种酒精浓度检测系统封装结构及其制造方法
本专利技术涉及半导体封装
，尤其涉及一种酒精浓度检测系统封装结构及其制造方法。
技术介绍
近年来，随着私家车的普及，交通安全日益受到人们的重视，而交通事故中很大一部分是酒后驾车导致的，作为酒精浓度检测系统的酒精检测仪成为识别、判断酒驾行为的主要依据。目前，现有技术制造的传统酒精检测仪价格较为昂贵，而且体积庞大，一般和普通的智能手机一般大。主要原因是这一类的酒精检测仪的传感器芯片和信号处理芯片往往都是作为一种独立的元件，单独封装，因此没有实现集成化和微型化，从而造成了其体积较大和成本较高，难以普及。另一方面，现有技术制造的酒精传感器一般是使用N型氧化物作为敏感材料，这种材料需要在一定温度(一般是中高温)下才能使用，因此需要加热。这在一定程度上增加了整个系统的功耗，不利于小型化产品的低功耗要求。而为了散热的需要，防止传感器芯片过热，又要在传感器芯片的外部加上金属外壳，既增加了成本又增加了传感器的体积重量。而对于一些不需要加热的传感器的敏感材料，又容易受到环境影响，特别是大气中水汽的影响，也就是说它对湿度较为敏感，从而使测量结果出现误差。基于TSV转接板的2.5D封装使多个芯片在转接板上直接实现互连，大大缩短了走线长度，降低了信号延迟与损耗。硅基转接板可以制作更小线宽的互连线，布线密度大大提高，使其满足高性能芯片的需求。但是因为硅中有掺杂的缘故，其基板的绝缘性较差，因此不得不在硅基板上再制作一层绝缘层，这增加了工艺的难度而且也限制了在高频高速下的应用。因此，急需一种新型的酒精检测传感器至少部分的解决上面描述的现有技术制造的酒精传感器的成本贵、体积大、功耗高以及环境敏感等问题。
技术实现思路
针对现有技术制造的酒精传感器中存在的成本贵、体积大、功耗高以及环境敏感等问题，根据本专利技术的一个实施例，提供一种酒精浓度检测系统的封装结构，包括：芯片基板；信号处理芯片，所述信号处理芯片设置在所述芯片基板的正面；传感器基板，所述传感器基板的背面键合至所述芯片基板的正面，所述信号处理芯片位于所述传感器基板的背面镂空区域；酒精浓度检测结构，所述酒精浓度检测结构设置在所述传感器基板的正面；以及外接焊球，所述外接焊球设置所述芯片基板的背面。在本专利技术的一个实施例中，所述芯片基板进一步包括：位于所述芯片基板正面的第一重布线层RDL；位于所述芯片基板反面的第二RDL；以及电连接第一RDL和第二RDL的第一导电通孔。在本专利技术的一个实施例中，所述传感器基板还具有电连接所述酒精浓度检测结构至所述信号处理芯片的第二导电通孔。在本专利技术的一个实施例中，所述芯片基板和/或所述传感器基板的材料为玻璃。在本专利技术的一个实施例中，所述酒精浓度检测结构进一步包括：电极；以及覆盖于所述电极表面及间隔区域的酞菁铜薄膜。在本专利技术的一个实施例中，所述电极为叉指电极。在本专利技术的一个实施例中，所述第一RDL具有多层RDL层。在本专利技术的一个实施例中，具有设置在所述信号处理芯片的底部与所述芯片基板之间的底填胶。根据本专利技术的另一个实施例，提供一种酒精浓度检测系统的封装结构的制造方法，包括：在芯片基板的正面形成第一RDL，背面形成第二RDL，内部形成第一导电通孔；在所述芯片基板的正面贴装信号处理芯片并进行底填胶填充；在传感器基板正面形成叉指电极，背面形成导电线路和/或焊盘，内部形成第二导电通孔；在所述叉指电极的区域蒸镀酞菁铜薄膜；在所述传感器基板的背面形成芯片镂空区域；将所述传感器基板的背面键合至所述芯片基板正面的对应位置；以及在键合后的所述芯片基板的背面形成外接焊球。在本专利技术的另一个实施例中，该方法还包括进行封装结构的切割分离，以形成单颗酒精浓度检测系统的封装结构。本专利技术提供一种酒精浓度检测系统的晶圆级封装结构及其制造方法，通过在玻璃基板制作覆盖酞菁铜材料的叉指电极形成酒精检测传感器结构，然后利用重布线层RDL、玻璃通孔TGV以及晶圆级键合技术实现酒精检测传感器与信号处理芯片的晶圆级封装，具有低成本、低功耗、小尺寸以及高可靠性等优点。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的一种酒精浓度检测系统的晶圆级封装结构100的剖面示意图。图2示出根据本专利技术的一个实施例的一种酒精浓度检测系统的原理图。图3A至图3G示出根据本专利技术的一个实施例形成一种酒精浓度检测系统的晶圆级封装结构100的过程剖面示意图。图4示出根据本专利技术的一个实施例形成的一种酒精浓度检测系统的晶圆级封装结构100的过程的流程图。图5示出根据本专利技术的一个实施例形成的一种酒精浓度检测系统的晶圆级封装结构100的晶圆布局图。图6示出基于本专利技术的一个实施例的酒精浓度检测系统集成到便携式电子设备中的示意图。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。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本专利技术的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而，本专利技术可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。需要说明的是，本专利技术的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了方便区分各步骤，而并不是限定各步骤的先后顺序，在本专利技术的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。本专利技术提供一种酒精浓度检测系统的晶圆级封装结构及其制造方法，通过在玻璃基板制作覆盖酞菁铜材料的叉指电极形成酒精检测传感器结构，然后利用重布线层RDL、玻璃通孔TGV以及晶圆级键合技术实现酒精检测传感器与信号处理芯片的晶圆级封装，具有低成本、低功耗、小尺寸以及高可靠性等优点。下面结合图1来详细介绍根据本专利技术的一个实施例的一种酒精浓度检测系统的晶圆级封装结构。图1示出根据本专利技术的一个实施例的一种酒精浓度检测系统的晶圆级封装结构100的剖面示意图，如图1所示，该酒精浓度检测系统的晶圆级封装结构100进一步包括芯片基板110、传感器基板120、传感器信号处理芯片130、传感器140以及外接焊球150。芯片基板110进一步包括第一基板111、位于第一基板111正面的第一RDL层112、位于第一基板111反面的第二RDL层113以及电连接第一RDL层112和第二RDL层113的第一导电通孔114。在本专利技术的一个具体实施例中，第一基板111为玻璃基板。因为玻璃材料的湿度系数为“0”，不受湿度的影响，可以有效抑制水汽对传感器的敏感材料的影响；此外玻璃材料没有自由移动的电荷，介电性能优良，以玻璃替代硅材料的玻璃通孔(Throu本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酒精浓度检测系统的封装结构，包括：芯片基板；信号处理芯片，所述信号处理芯片设置在所述芯片基板的正面；传感器基板，所述传感器基板的背面键合至所述芯片基板的正面，所述信号处理芯片位于所述传感器基板的背面镂空区域；酒精浓度检测结构，所述酒精浓度检测结构设置在所述传感器基板的正面；以及外接焊球，所述外接焊球设置所述芯片基板的背面。

【技术特征摘要】
1.一种酒精浓度检测系统的封装结构，包括：芯片基板；信号处理芯片，所述信号处理芯片设置在所述芯片基板的正面；传感器基板，所述传感器基板的背面键合至所述芯片基板的正面，所述信号处理芯片位于所述传感器基板的背面镂空区域；酒精浓度检测结构，所述酒精浓度检测结构设置在所述传感器基板的正面；以及外接焊球，所述外接焊球设置所述芯片基板的背面。2.如权利要求1所述的酒精浓度检测系统的封装结构，其特征在于，所述芯片基板进一步包括：位于所述芯片基板正面的第一重布线层RDL；位于所述芯片基板反面的第二RDL；以及电连接第一RDL和第二RDL的第一导电通孔。3.如权利要求1所述的酒精浓度检测系统的封装结构，其特征在于，所述传感器基板还具有电连接所述酒精浓度检测结构至所述信号处理芯片的第二导电通孔。4.如权利要求2或3所述的酒精浓度检测系统的封装结构，其特征在于，所述芯片基板和/或所述传感器基板的材料为玻璃。5.如权利要求1所述的酒精浓度检测系统的封装结构，其特征在于，所述酒精浓度检测结构进一步包...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海鸿，
申请(专利权)人：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：江苏,32