在液体中使用的封装半导体传感器芯片制造技术

本发明专利技术提供一种封装半导体传感器芯片，其中使传感电路（１７）处在与封装体（１３）大致相同的水平面上或在封装体（１３）的水平面之上。由此，当将传感器侵入在流体中，特别是侵入在液体中时，为了检测流体中的分析物，基本上半导体传感器芯片的整个顶表面将与流体接触且因此可以优化检测结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在液体中使用的封装半导体传感器芯片本专利技术涉及封装半导体传感器芯片以及制造这种封装半导体传 感器芯片的方法，更为具体地，本专利技术提供具有改善的检测精确度的 封装半导体传感器芯片。该封装半导体传感器芯片可以用作在分子诊 断中使用的生物传感器或化学传感器。传感器广泛应用于测量物理属性或物理事件。它们输出作为电、 光或数字信号的测量的功能性读数。所述信号是能够通过其它器件被 转换成信息的数据。传感器的一个具体例子为生物传感器。生物传感 器是检测在诸如血液、血清、血浆、唾液、组织提取物、组织间隙液、 细胞培养提取物、食物或词料提取物、饮用水……的液体中是否存在诸如蛋白质、病毒、细菌、细胞成分、细胞膜、孢子、DNA、 RNA 等目标分子(即定性测量)或测量所述目标分子的特定量(即定量测 量)的器件。目标分子也被称为"分析物"。在几乎所有的情况下， 生物传感器使用包含特定识别元件的表面用于俘获分析物。因此，可 以通过将特定分子附着于其来改变传感器件的表面，所述特定分子适 合于结合存在于液体中的目标分子。生物传感器变得越来越重要。对于一次性使用的具有电互连的生 物传感器而言，低成本封装是非常重要的。 一个测量原则是计算附着 于生物传感器上的预定位置处的标记分子。例如，可以用磁性粒子或 磁珠来标记分子，并且可以用磁阻传感器检测这些磁性粒子或磁珠。 可以利用常规的硅晶片技术制造这种传感器。大多数现有技术中的封装半导体传感器芯片具有如下缺陷在封 装体和传感器芯片表面之间存在'壁'，其减少传感器芯片的效率。在附图说明图1中示出一个例子。传感器芯片1通过引线接合附着到封装体2， 引线接合是用于互连的标准技术。然而，该技术增加了传感器表面的 厚度，这会导致该封装体的缺点，因为传感器芯片1的顶表面3离封装体2的顶表面4有一定的距离以致于分析物必须'潜'向传感器2， 即需要沿着角引导作为流体的分析物(由图1中的箭头5所示)，并 且所述分析物将遇到不规则的结构。这意味着需要大的流体样本、低 或缓慢流动的区域、以及由于附着到壁6而可能出现的材料损失。可 选择的利用贯穿传感器衬底的金属化通孔或狭缝的技术是昂贵的。本专利技术的目的是提供一种改进的封装半导体传感器芯片以及制 造这种封装半导体传感器芯片的方法。本专利技术的优点是其提供一种具 有改善的检测精确度的封装半导体传感器芯片。本专利技术的另一优点是 提供一种对于制造和/或充分使用全部的应用分析物是便宜的封装半 导体。封装半导体传感器芯片可以用作在分子诊断中使用的生物传感 器或化学传感器。通过根据本专利技术的器件和方法可以实现上述目的。 在所附的独立和从属权利要求中阐明本专利技术的具体和优选方案。 适合地而又不仅仅如在权利要求中所清楚阐明的那样，从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征以及与其它从属权利要求的特征妙a ^口 口 °本专利技术涉及半导体的领域，例如基于硅的传感器件，其中电路和 传感元件的所有接触都位于顶表面上。在本专利技术的第一个方案中，提供一种封装半导体传感器芯片。该封装半导体传感器芯片包括设有传感电路并具有顶表面的半导体传感器芯片，以及 具有顶表面的封装体，其中半导体传感器芯片的顶表面在封装体的顶表面之上或者处在与封装体的顶表面大致相同的水平面上。封装半导体的优点是，为了执行测量，可以通过少量流体来使用 传感器，因为在封装体的顶表面与传感器的顶表面之间基本上不存在 壁，部分流体会粘到其上，因此该部分对于测量而言是被浪费掉了。 此外，与现有技术的传感器芯片相比，根据本专利技术的封装半导体传感 器芯片具有改良的检测精确度。根据本专利技术的实施例，封装体的顶表面与半导体传感器芯片的顶表面之间的距离在0到50lim之间。根据本专利技术的具体实施例，封 装体的顶表面与半导体传感器芯片之间的距离小于30 u m，优选地小 于20um，更为优选地小于10um，且最为优选地小于5 U m，即在 0至[J 5ym之间。根据本专利技术的实施例中，封装半导体传感器芯片还可以包括用于 形成至半导体传感器芯片的电连接的引线指或互连。引线指可以具有5到15wm之间的厚度且具有50到100 lim之间的宽度。根据本专利技术的实施例，还被称为导电引线或互连的引线指可以尽可能地薄以便弓I线指和传感器芯片之间的高度差尽可能地小。根据本专利技术的实施例，封装半导体传感器芯片可以具有凹陷的边 缘。当根据该实施例的封装半导体传感器芯片浸入在流体中时，所述 流体例如为液体或气体，在使用时，基本上半导体传感器芯片的整个 顶表面将与流体接触，并且不会发生要被检测的材料在半导体传感器 的壁上的损耗，因为相对于现有技术的封装传感器芯片，从引线指向 下到半导体传感器芯片基本上不存在壁。根据本专利技术的一个实施例，引线指可以设有电绝缘涂层，例如有 机或无机层，以便与包括至少一种要被检测的分析物的流体电绝缘， 这是因为流体通常可以是导电的。根据本专利技术的实施例，可以通过将封装传感器芯片浸入在流体中 来将包括至少一种要被检测的分析物的流体施加到封装半导体传感器芯片。在另一个实施例中，可以通过将流体喷射在封装半导体传感 器芯片上来施加流体。此外，在本专利技术的其它实施例中，还可以以其 它任何适当的方式，例如在液态情况下可以通过微量吸管，将流体施 加到封装半导体传感器芯片。在可选实施例中，包括至少一种要被检测的分析物的流体可以包 含在与传感器封装体分离的含流体元件中。在该情况下，包括要被检 测的分析物的流体包含在一次性"生物"部件中，该部件与可再利用 的传感器头分离且可以施加到可再利用的传感器头。例如，含流体元 件可以是阱或具有非常薄的底部或壁的横向流动器件。可以将传感器 封装体按压到含流体元件的底部或壁上，以允许检测存在于流体中的 分析物。此外，根据本专利技术实施例，封装半导体传感器芯片还可以包括由 生物相容材料构成的涂层，即其可以由适合于生物测量的材料制成。 生物相容材料例如可以由适用于结合生物材料的材料制成，该材料例 如为聚苯乙烯、尼龙、或硝化纤维。根据本专利技术的另一个实施例，涂 层可以由显示出低生物性结合或低特异性结合的材料例如聚乙二醇 形成，或由现有技术中公知的具有低非特异性结合的其它任何材料形 成。在后一种情况下，涂层首先需要被生物激活，以便在传感器芯片 附近将生物受体分子耦合到该涂层。可以以不同的方式将涂层施加到封装体。例如，可以从溶液中施 加材料，例如通过接触印刷、不接触印刷、喷射或旋涂来进行。还可 以通过将箔层叠到封装体上，例如通过将薄箔附着到封装体上(例如 通过使用胶或通过热处理来进行)，来施加涂层材料。还可以将混合 材料施加到封装体，例如承载诸如适用于结合生物材料的硝化纤维的材料的塑料薄片。根据本专利技术的实施例，涂层可以具有O.l到30ixm 之间的厚度。根据本专利技术的第一方案的封装半导体传感器芯片例如可以为生物传感器或化学传感器。在本专利技术的第二方案中，提供用于制造封装半导体传感器芯片的 方法。该方法包括提供设有传感电路且具有第一顶表面的半导体传感器芯片， 提供具有第二顶表面的临时基板，该第二顶表面包括至少一个引线指，将传感器芯片附着到临时基板，第一顶表面面向第二顶表面，向传感器芯片提供封装体，以及除去所述临时基板，其中执行将半导体传感器芯片附着到临时基板，使得半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装半导体传感器芯片（１０），包括：设有传感电路（１７）并具有顶表面（２０）的半导体传感器芯片（１１），以及具有顶表面的封装体（１３），其中所述半导体传感器芯片（１１）的所述顶表面（２０）在所述封装体（１３）的所述顶表面之上或者处在与所述封装体的所述顶表面大致相同的水平面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JW威克普，MWJ普林斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]