传感器封装件的制作方法

文档序号:13096192阅读:2840来源:国知局
传感器封装件的制作方法与工艺

本发明实施例是涉及传感器封装件及其制造方法。



背景技术:

将数个系统所需的集成电路组合在单一封装件中,是现在对于复杂的电子系统的普遍做法,且通常称作系统级封装(system-in-package,sip)。sip组合件可在单一封装件中包含数字、模拟、混合信号,且通常包含射频功能。对于sip应用方面,设计为接收或发射电磁波的天线收发器(transceiver)可应用于毫米波无线通信(millimeterwavewirelesscommunication)、无线网络(wifi)以及电信(telecommunication)等。然而,天线收发器的大尺寸以及制造成本已成为问题。



技术实现要素:

根据本发明的一些实施例,一种传感器封装件(sensorpackage)包括半导体晶粒以及重布线层结构。所述半导体晶粒具有感测表面(sensingsurface)。所述重布线层结构经配置以形成天线发送器结构以及天线接收器结构,所述天线发送器结构位于所述半导体晶粒侧边,且所述天线接收器结构位于所述半导体晶粒的所述感测表面上方。

附图说明

图1a至图1g为根据一些实施例所示出的传感器封装件的制造方法的横截面示意图。

图2以及图3为根据一些实施例所示出的传感器封装件的天线发送器结构以及天线接收器结构的简化上视图。

图4a至图4f为根据替代性实施例所示出的传感器封装件的制造方法的横截面示意图。

图5以及图7至图10为根据一些实施例所示出的传感器封装件的横截面示意图。

图6为根据一些实施例所示出的传感器封装件的天线发送器结构以及天线接收器结构的简化上视图。

图11至图13为根据又一些替代性实施例所示出的传感器封装件的横截面示意图。

图14为根据又一些替代性实施例所示出的传感器封装件的天线发送器结构以及天线接收器结构的简化上视图。

图15为根据一些实施例所示出的传感器封装件的制造方法的流程图。

具体实施方式

以下揭露内容提供许多不同的实施例或实例,用于实现所提供标的物的不同特征。以下所描述的构件及配置的具体实例是为了以简化的方式传达本揭露为目的。当然,这些仅仅为实例而非用以限制。举例来说,于以下描述中,在第一特征上方或在第一特征上形成第二特征可包括第二特征与第一特征形成为直接接触的实施例,且亦可包括第二特征与第一特征之间可形成有额外特征使得第二特征与第一特征可不直接接触的实施例。此外,本揭露在各种实例中可使用相同的器件符号及/或字母来指代相同或类似的部件。器件符号的重复使用是为了简单及清楚起见,且并不表示所欲讨论的各个实施例及/或配置本身之间的关系。

另外,为了易于描述附图中所示出的一个构件或特征与另一构件或特征的关系,本文中可使用例如「在…下」、「在…下方」、「下部」、「在…上」、「在…上方」、「上部」及类似术语的空间相对术语。除了附图中所示出的定向之外,所述空间相对术语意欲涵盖器件在使用或操作时的不同定向。设备可被另外定向(旋转90度或在其他定向),而本文所用的空间相对术语相应地做出解释。

图1a至图1g为根据一些实施例所示出的传感器封装件的制造方法的横截面示意图。

请参照图1a,提供载板c1,其中载板c1具有半导体晶粒100以及至少一穿孔tv。在一些实施例中,载板c1具有形成于其上的剥离层(未示出)以及介电层(未示出),且剥离层位于载板c1与介电层之间。在一些实施例中,举例来说,载板c1为玻璃衬底,形成于玻璃衬底上的剥离层为光热转换(light-to-heatconversion;lthc)释放层,且形成于剥离层上的介电层为聚苯并恶唑(polybenzoxazole;pbo)层。在一些实施例中,载板c1具有封装区域10,其中封装区域10包括晶粒区域12以及周边区域14,且周边区域14位于晶粒区域12侧边或围绕晶粒区域12。半导体晶粒100位于晶粒区域12中,且穿孔tv位于周边区域14中。在一些实施例中,半导体晶粒100为逻辑晶粒、传感器晶粒或成像晶粒(imagingchip),且其正面处具有感测表面101。在一些实施例中,半导体晶粒100具有衬底102、位于衬底102上方的至少一接垫103、位于衬底102上方且裸露出部分接垫103的钝化层104,以及位于钝化层104上方且电性连接至接垫103的接点105。具体地说,接点105形成为半导体晶粒100的上部。接点105从半导体晶粒100的下部或剩余部分延伸出来。在一些实施例中,接点105包括锡凸块、金凸块、铜柱或类似物,且由电镀工艺所形成。在一些实施例中,穿孔tv包括铜、镍、锡、其组合或类似物,且由电镀工艺所形成。在一些实施例中,取放半导体晶粒100于载板c1上之后,于载板c1上形成穿孔tv。在替代性实施例中,取放半导体晶粒100于载板c1上之前,于载板c1上形成穿孔tv。

请参照图1b,于载板c1上方形成封装体108,以囊封半导体晶粒100以及穿孔tv。在一些实施例中,封装体108环绕半导体晶粒100以及穿孔tv,且裸露出穿孔tv以及接点105的表面。封装体108包括模制化合物(例如环氧树脂)、光敏材料(例pbo)、聚酰亚胺(polyimide;pi)或苯环丁烯(benzocyclobutene;bcb)、其组合或类似物。封装体108的形成方法包括:于载板c1上形成封装体材料层(未示出),且所述封装体材料层覆盖半导体晶粒100以及穿孔tv;以及进行研磨工艺以移除部分所述封装体材料层,直到裸露出穿孔tv以及接点105的表面。

请参照图1c,于半导体晶粒100的感测表面101上方(在此例子中,同时于封装体108上方)形成重布线层结构112,其中重布线层结构112经图案化以定义天线发送器结构at、天线接收器结构ar以及重布线层rdl。贯穿全文,重布线层结构112称为「前侧重布线层结构」。在一些实施例中,重布线层rdl形成于天线发送器结构at与天线接收器结构ar之间。在一些实施例中,天线接收器结构ar包括位于半导体晶粒100的感测表面101上方的多个第一图案p1。在一些实施例中,重布线层rdl形成为电性连接至穿孔tv以及接点105,天线发送器结构at形成为电性耦接至讯号发送端(未示出),且天线接收器结构ar形成为电性耦接至半导体晶粒100。

在一些实施例中,天线接收器结构ar的第一图案p1排列为阵列,且天线发送器结构at环绕天线接收器结构ar的第一图案p1。在一些实施例中,天线发送器结构at中的每一者具有环状,且天线接收器结构ar的第一图案p1具有岛状或鱼骨状,如图2以及图3的上视图所示。然而,本发明实施例并不以此为限。依天线收发器的电磁场的频率以及极性,可调整天线发送器结构at以及天线接收器结构ar中的每一者的形状。换句话说,依工艺需要,天线发送器结构at可具有环状、条状、螺旋状、波状、弯曲状或其组合,且天线接收器结构ar的第一图案p1中的每一者可具有环状、蛇状、条状、鱼骨状、栅栏状、网格状、环状或其组合。

重布线层结构112的形成方法包括以下操作。在一些实施例中,聚合物层110形成为横跨晶粒区域12以及周边区域14,且裸露出穿孔tv以及接点105的表面。在一些实施例中,聚合物层110包括pbo、聚酰亚胺,bcb、其组合或类似物。接着,晶种材料层(未示出)形成为横跨晶粒区域12以及周边区域14、覆盖聚合物层110的表面,且覆盖由聚合物层110所裸露出的穿孔tv以及接点105的表面。在一些实施例中,晶种材料层包括钛/铜复合层,且由溅镀工艺所形成。接着,于晶种材料层上形成具有开口的光致抗蚀剂层(未示出),且光致抗蚀剂层的开口裸露出随后形成的重布线层结构112的预定位置。然后,进行电镀工艺,以于光致抗蚀剂层的开口所裸露出的晶种材料层上形成金属材料层(例如,铜层)。移除光致抗蚀剂层以及下伏晶种材料层,以形成重布线层结构112。接着,于重布线层结构112上方形成聚合物层114。在一些实施例中,聚合物层114包括pbo、聚酰亚胺、bcb、其组合或类似物。

请参照图1d,载板c1从结构的背侧剥离,且另一个载板c2接合至相同结构的前侧。在一些实施例中,载板c1连同半导体晶粒100、穿孔tv、封装体108以及重布线层结构112一起翻转并接合至载板c2,载板c1的剥离层于光热作用下分解,接着,载板c1从结构剥离。在一些实施例中,载板c2具有最终结构。在一些实施例中,载板c2具有形成于其上的剥离层(未示出)以及介电层(未示出),剥离层位于载板c2与介电层之间,且介电层接合至聚合物层114。在一些实施例中,举例来说,载板c2为玻璃衬底,形成于玻璃衬底上的剥离层为lthc释放层,且形成于剥离层上的介电层为pbo层。

请参照图1e,于半导体晶粒100的背侧上方形成重布线层结构118。贯穿全文,重布线层结构118称为「背侧重布线层结构」。在一些实施例中,重布线层结构118形成为电性连接至穿孔tv。

重布线层结构118的形成方法包括以下操作。在一些实施例中,聚合物层116形成为横跨晶粒区域12以及周边区域14,并裸露出穿孔tv的表面。在一些实施例中,聚合物层116包括pbo、聚酰亚胺、bcb、其组合或类似物。接着,晶种材料层(未示出)形成为横跨晶粒区域12以及周边区域14、覆盖聚合物层116的表面,且覆盖由聚合物层116所裸露出的穿孔tv的表面。在一些实施例中,晶种材料层包括钛/铜复合层,且由溅镀工艺所形成。接着,于晶种材料层上形成具有开口的光致抗蚀剂层(未示出),且光致抗蚀剂层的开口裸露出随后形成的重布线层结构118的预定位置。然后,进行电镀工艺,以于光致抗蚀剂层的开口所裸露出的晶种材料层上形成金属材料层(例如,铜层)。移除光致抗蚀剂层以及下伏晶种材料层,以形成重布线层结构118。

请参照图1f,于重布线层结构118上置放焊凸块(例如,焊球120),且焊凸块电性连接至重布线层结构118。在一些实施例中,焊球120由具有低阻值的导电材料所构成,例如锡、铅、银、铜、镍、铋或其合金,且由合适的工艺所形成,例如蒸镀、电镀、落球(balldrop)、或网印(screenprinting)。接着,视情况形成底胶层122,以囊封重布线层结构118以及焊球120的下部。底胶层122包括模制化合物(例如环氧树脂),且使用点胶(dispensing)、注入(injecting),及/或喷洒(spraying)技术来形成。

图1f的结构以球栅阵列(ballgridarray;bga)封装为例来说明。然而,本发明实施例并不以此为限。在替代性实施例中,依工艺需要,也可使用其他封装形式,例如平面网格阵列(landgridarray;lga)封装。

请参照图1g,载板c2从结构的前侧剥离,且视情况于相同结构的背侧形成保护层124。在一些实施例中,载板c2连同半导体晶粒100、穿孔tv、封装体108、重布线层结构112/118以及焊球120一起翻转,载板c2的剥离层于光热作用下分解,接着,载板c2从结构剥离。在一些实施例中,于聚合物层114上方形成保护层124。在一些实施例中,保护层124为具有足够机械强度的介电层或绝缘层。在一些实施例中,保护层124配置为保护下伏结构抵抗来自(举例来说)指头表面的移动离子。由此形成本发明实施例的传感器封装件1,其可作为指纹传感器封装件。

在一些实施例中,耦合至半导体晶粒100的第一图案p1作为感测/侦测电极或感测像素,且第一图案p1中的每一者与指头表面之间所形成的电容取决于被侦测的指纹的不平坦度,由此得到所谓的指纹图案。在替代性实施例中,第一图案p1作为增强图案(enhancementpatterns),用以增强电磁波的强度。在一些实施例中,作为增强图案的第一图案p1为浮置电极,举例来说,依设计需要,第一图案p1与感测电极可部分重叠或彼此分开。

贯穿全文,图1a至图1g中描述的方法又称为「先取放晶粒(chippnpfirst;chippick-and-placefirst)工艺」,其中取放半导体晶粒100于载板上之前,先形成背侧重布线层结构118。然而,本发明实施例并不以此为限。在一些实施例中,本发明实施例的传感器封装件可由「先背侧rdl(backsiderdlfirst)工艺」所制作,其中取放半导体晶粒100于载板上之后,才形成背侧重布线层结构118。

图4a至图4f为根据替代性实施例所示出的传感器封装件的制造方法的横截面示意图。图4a至图4f中构件的材料与形成方法与描述于图1a至图1g中构件的材料与形成方法类似,故以下描述方法之间的不同处,相似处则不再赘述。

请参照图4a,提供载板c3,其中载板c3具有重布线层结构118(即,背侧重布线层结构)以及焊球120。在一些实施例中,载板c3具有形成于其上的剥离层以及介电层,且剥离层位于载板c3与介电层之间。在一些实施例中,载板c3具有封装区域10,其中封装区域10包括晶粒区域12以及周边区域14,且周边区域14位于晶粒区域12侧边或围绕晶粒区域12。在一些实施例中,聚合物层116形成为横跨晶粒区域12以及周边区域14,且具有裸露出部分载板c3的开口。于聚合物层116上方形成重布线层结构,且重布线层结构填入开口。于重布线层结构118上置放焊球120,且焊球120电性连接至重布线层结构118。底胶层122形成为囊封重布线层结构118以及焊球120的下部。

请参照图4b,包括重布线层结构118以及焊球120的结构从载板c3剥离,且相同结构一起翻转并通过缓冲层200接合至另一个载板c4。在一些实施例中,缓冲层200包括聚合物,例如模制化合物及/或黏着剂。在一些实施例中,于按压(pressing)技术之后,缓冲层200覆盖由焊球120以及底胶层122裸露出的表面。

请参照图4c,于载板c4上置放至少一穿孔tv以及半导体晶粒100。在一些实施例中,于聚合物层116上方形成穿孔tv,且穿孔tv电性连接至重布线层结构118,半导体晶粒100的背侧接合至聚合物层116。在一些实施例中,半导体晶粒100为逻辑晶粒、传感器晶粒或成像晶粒,且其正面处具有感测表面101。在一些实施例中,半导体晶粒100具有衬底102、位于衬底102上方的接垫103、位于衬底102上方且裸露出部分接垫103的钝化层104,以及位于钝化层104上方且电性连接至接垫103的接点105。

请参照图4d,于载板c4上方形成封装体108以囊封半导体晶粒100以及穿孔tv。在一些实施例中,封装体108环绕半导体晶粒100以及穿孔tv,且裸露出穿孔tv以及接点105的表面。

请参照图4e,于半导体晶粒100的感测表面101上方形成重布线层结构112(即,前侧重布线层结构),其中形成重布线层结构112包括形成天线发送器结构at、天线接收器结构ar以及重布线层rdl。接着,于重布线层结构112上方形成聚合物层114。

请参照图4f,视情况于聚合物层114上方形成保护层124,并移除缓冲层200以及载板c4。由此完成如图1g所示的传感器封装件1。

在上述实施例中,在传感器封装件1中,是以天线发送器结构at具有单环且天线接收器结构ar的第一图案p1为单层作为例子来说明,但并不用以限定本发明实施例。在替代性实施例中,天线发送器结构at可设计为具有双环或其他合适形状,且天线接收器结构ar可设计为具有位于不同水平(levels)处的多层图案。

以下将说明本发明实施例的传感器封装件,其可作为指纹传感器封装件。在一些实施例中,传感器封装件1/2/3/4/5/6包括半导体晶粒100以及重布线层结构112。半导体晶粒100具有感测表面101。重布线层结构112经配置以形成天线发送器结构at以及天线接收器结构ar。天线发送器结构at位于半导体晶粒100侧边,且天线接收器结构ar位于半导体晶粒100的感测表面101上方。在一些实施例中,周边区域14中的天线发送器结构at环绕晶粒区域12中的天线接收器结构ar。

在一些实施例中,重布线层结构112更包括位于天线发送器结构at与天线接收器结构ar之间的重布线层rdl。重布线层rdl配置为将周边区域14中的穿孔tv连接至晶粒区域12中的半导体晶粒100的接点105。在一些实施例中,天线发送器结构at具有单环结构,其环绕天线接收器结构ar的第一图案p1,如图1g及图4f的横截面图和图2及图3的上视图所示。在替代性实施例中,天线发送器结构at具有双环结构,其环绕天线接收器结构ar的第一图案p1,如图5的横截面图以及图6的上视图所示。

在一些实施例中,重布线层结构112为多层结构,而非单层结构。举例来说,如图7的传感器封装件3以及图8的传感器封装件4所示,重布线层结构112为双层结构,其包括重布线层rdl1以及rdl2、天线发送器结构at,以及包括第一图案p1以及第二图案p2的天线接收器结构ar。在一些实施例中,重布线层rdl1形成为电性连接至穿孔tv,且天线接收器结构ar的第一图案p1同时形成于半导体晶粒100的感测表面101上方。接着,重布线层rdl2形成为电性连接至重布线层rdl1,天线接收器结构ar的第二图案p2同时形成于第一图案p1上方,且天线发送器结构at同时形成为围绕第二图案p2。接着,于天线发送器结构at以及天线接收器结构ar上方形成聚合物层115以及视情况选择的保护层124。在一些实施例中,第二图案p2未对齐于第一图案p1,如图7所示。在一些实施例中,第一图案p1作为增强图案,且第二图案p2作为感测电极。在替代性实施例中,第二图案p2对齐于第一图案p1,如图8所示。在替代性实施例中,第一图案p1以及第二图案p2均作为感测电极。

图9的传感器封装件5类似于图7的传感器封装件3,其差别在于:图9中的天线发送器结构at具有位于不同水平处的两层图案。具体地说,于形成重布线层rdl1以及第一图案p1期间,形成天线发送器结构at的内层图案,且于形成重布线层rdl2以及第二图案p2期间,形成天线发送器结构at的外层图案。

在一些实施例中,如图10的传感器封装件6所示,重布线层结构112为三层结构,其包括重布线层rdl1、rdl2以及rdl3、天线发送器结构at,以及具有第一图案p1、第二图案p2以及第三图案p3的天线接收器结构ar。在一些实施例中,重布线层rdl1形成为电性连接至穿孔tv,且天线接收器结构ar的第一图案p1同时形成于半导体晶粒100的感测表面101上方。接着,重布线层rdl2形成为电性连接至重布线层rdl1,且天线接收器结构ar的第二图案p2同时形成于第一图案p1上方。然后,重布线层rdl3形成为电性连接至重布线层rdl2,天线接收器结构ar的第三图案p3同时形成于第二图案p2上方,且天线发送器结构at同时形成为围绕第三图案p3。在一些实施例中,第二图案p2未对齐于第一图案p1,而第三图案p3对齐于第二图案p2。在一些实施例中,第一图案p1作为增强图案,且第二图案p2以及第三图案p3均作为感测电极。接着,于天线发送器结构at以及天线接收器结构ar上方形成聚合物层117以及视情况选择的保护层124。

在替代性实施例中,第一图案p1、第二图案p2以及第三图案p3为彼此对齐且均作为感测电极。在又一些替代性实施例中,第一图案p1以及第三图案p3彼此对齐且均作为感测电极,而第二图案p2未对齐于第一图案p1以及第三图案p3且作为增强图案。在又一些替代性实施例中,第一图案p1以及第二图案p2彼此对齐且均作为感测电极,而第三图案p3未对齐于第一图案p1以及第二图案p2且作为增强图案。

依工艺需要,天线发送器结构at中的每一个图案可具有环状、条状、螺旋状、波状、弯曲状或其组合,以及天线发送器结构at的第一图案p1、第二图案p2以及第三图案p3中的每一者可具有环状、蛇状、条状、鱼骨状、栅栏状、网格状、环状或其组合。

在一些实施例中,天线发送器图案以及天线接收器图案(即,第一至第三图案)的形状或数量仅仅提供为说明目的,并不用以限定本发明实施例的范围。所属领域的一般技术人员应了解,天线发送器图案以及天线接收器图案的其他组合或配置为可能的。在一些实施例中,于晶粒区域中均匀地分布天线接收器图案。在替代性实施例中,于晶粒区域中随意地、不均匀地分布天线接收器图案。天线收发器图案以及天线接收器图案的形状、尺寸、变化、配置以及分布并不以本发明实施例为限。

在上述实施例中,传感器封装件1/2/3/4/5/6中的每一者作为指纹传感器封装件。然而,本发明实施例并不以此为限。只要于形成重布线层结构期间可形成天线发送器结构以及天线接收器结构的传感器封装件,则这种传感器封装件视为落入本发明实施例的精神与范畴内。举例来说,本发明实施例的传感器封装件可作为基于分子的传感器封装件(molecular-basedsensorpackage),例如生物传感器封装件(biosensorpackage)。

图11至图13为根据又一些替代性实施例所示出的传感器封装件的横截面示意图。图14为根据又一些替代性实施例所示出的传感器封装件的天线发送器结构以及天线接收器结构的简化上视图。图15为根据一些实施例所示出的传感器封装件的制造方法的流程图。

传感器封装件7/8/9的形成方法为类似于传感器封装件1/2/3/4/5/6的形成方法,且其不同处在于:重布线层结构112的图案分布。

于工艺300中,提供具有感测表面101的半导体晶粒100。在一些实施例中,半导体晶粒100为逻辑晶粒、传感器晶粒或成像晶粒,且其正面处具有感测表面101。

于工艺302中,于感测表面101上方形成重布线层结构112,其中形成所述重布线层结构112包括形成天线发送器结构at以及天线接收器结构ar。

在一些实施例中,在传感器封装件1/2/3/4/5/6中,重布线层结构112形成为具有天线发送器结构at、天线接收器结构ar以及重布线层rdl,其中天线发送器结构at位于半导体晶粒100侧边,天线接收器结构ar位于半导体晶粒100的感测表面101上方,且重布线层rdl位于天线发送器结构at与天线接收器结构ar之间。

在传感器封装件7/8中,重布线层结构112形成为具有感测图案sp、天线发送器结构at、天线接收器结构ar以及重布线层rdl,其中感测图案sp位于半导体晶粒100的感测表面101上方,天线发送器结构at以及天线接收器结构ar位于感测图案sp两侧,且重布线层rdl位于天线发送器结构at侧边。在一些实施例中,在传感器封装件7/8中,重布线层rdl形成为电性连接至穿孔tv以及接点105,天线发送器结构at形成为电性耦合至讯号发送端(未示出),感测图案sp形成为电性耦合至半导体晶粒100,且天线接收器结构ar形成为电性连接至半导体晶粒100侧边的另一个穿孔tv。

在传感器封装件9中,重布线层结构112形成为具有增强图案ep、重布线层rdl1、感测图案sp、天线发送器结构at、

天线接收器结构ar、以及重布线层rdl2,其中增强图案ep位于半导体晶粒100的感测表面101上方,重布线层rdl1位于增强图案ep侧边,感测图案sp位于增强图案ep上方,天线发送器结构at以及天线接收器结构ar位于感测图案sp两侧,且重布线层rdl2位于天线发送器结构at侧边。在一些实施例中,在传感器封装件9中,重布线层rdl1形成为电性连接至穿孔tv以及接点105,重布线层rdl2形成为电性连接至重布线层rdl1,天线发送器结构at形成为电性耦合至讯号发送端(未示出),感测图案sp形成为电性耦合至半导体晶粒100,以及天线接收器结构ar形成为电性连接至位于半导体晶粒100侧边的另一个穿孔tv。在一些实施例中,增强图案ep为浮置电极,举例来说,依设计需要,增强图案ep与感测电极可部分重叠或彼此分开。在替代性实施例中,增强图案ep电性耦合至感测图案sp。

于工艺304中,于重布线层结构112上方形成聚合物层114。在一些实施例中,在传感器封装件1/2/3/4/5/6中,聚合物层114完全覆盖天线发送器结构at以及天线接收器结构ar。在替代性实施例中,在传感器封装件7/8/9中,聚合物层114覆盖天线发送器结构at以及天线接收器结构ar而裸露出感测图案sp的上表面。举例来说,于重布线层结构112上方先毯覆式形成(blanket-formed)聚合物层114,接着,进行部分移除直到裸露出感测图案sp。

以下描述本发明实施例的传感器封装件,其可作为基于分子的传感器封装件。在一些实施例中,传感器封装件7/8/9包括半导体晶粒100以及重布线层结构112。半导体晶粒100具有感测表面101。重布线层结构112经配置以形成感测图案sp、天线发送器结构at以及天线接收器结构ar,其中感测图案sp位于半导体晶粒100的感测表面101上方,且天线发送器结构at以及天线接收器结构ar位于感测图案sp侧边。在一些实施例中,传感器封装件7/8/9更包括聚合物层114以及分子连接物(molecularlinker)ml,聚合物层114覆盖天线发送器结构at以及天线接收器结构ar而裸露出感测图案sp的上表面,且分子连接物ml分别覆盖感测图案sp的裸露出的上表面。

在一些实施例中,分子连接物ml的表面低于相邻的聚合物层114的表面,如图11以及图13所示。在替代性实施例中,分子连接物ml的表面高于相邻的聚合物层114的表面,如图12所示。

在一些实施例中,传感器封装件7/8/9作为基于分子的传感器封装件或生物传感器封装件,用以感测以及侦测目标分子或生物分子,且位于天线发送器结构at与天线接收器结构ar之间的感测图案sp作为共振器(resonator)且排列为阵列。在一些实施例中,当目标分子或生物分子结合至(bindsto)分子连接物ml或生物连接物(bio-linkers),传感器封装件7/8/9中会有rf共振频率的变化、电容变化及/或电流变化,因此基于电容变化及/或电流变化,可得到空气中或液体中目标分子或生物分子的浓度/数量。

在一些实施例中,天线发送器结构at以及天线接收器结构ar中的每一者具有条状,且感测图案sp中的每一者具有开环状(split-ringshape),如图14的上视图所示。然而,本发明实施例并不以此为限。天线发送器结构at、天线接收器结构ar以及感测图案sp中的每一者的形状可依工艺需要调整。换句话说,天线发送器结构以及天线接收器结构中的每一者具有条状、螺旋状、波状、弯曲状或其组合,且感测图案sp中的每一者具有开环状或可展现与收发器相同的共振频率的其他形状。

天线收发器图案以及感测图案的形状或数量仅仅提供为说明目的,并不用以限定本发明实施例的范围。所属领域的一般技术人员应了解,天线收发器图案以及感测图案的其他组合或配置为可能的。在一些实施例中,于晶粒区域中均匀地分布感测图案。在替代性实施例中,于晶粒区域中随意地、不均匀地分布感测图案。天线收发器图案以及感测图案的形状、尺寸、变化、配置以及分布并不以本发明实施例为限。

基于上述,根据本发明的一些实施例,在传感器封装件中,于形成重布线层结构期间形成天线发送器结构以及天线接收器结构,可大幅简化工艺且可显著减少封装尺寸。本发明实施例的传感器封装件可作为指纹传感器封装件或基于分子的传感器(例如,生物传感器)封装件。

根据本发明的一些实施例,一种传感器封装件包括半导体晶粒以及重布线层结构。半导体晶粒具有感测表面。所述重布线层结构经配置以形成天线发送器结构以及天线接收器结构,所述天线发送器结构位于所述半导体晶粒侧边,且所述天线接收器结构位于所述半导体晶粒的所述感测表面上方。

在所述传感器封装件中,所述天线发送器结构环绕所述天线接收器结构。

在所述传感器封装件中,所述天线发送器结构具有环状、条状、螺旋状、波状、弯曲状或其组合。

在所述传感器封装件中,所述天线接收器结构具有位于所述半导体晶粒的所述感测表面上方的多个第一图案。

在所述传感器封装件中,所述多个第一图案中的每一者具有岛状、蛇状、条状、鱼骨状、栅栏状、网格状、环状或其组合。

在所述传感器封装件中,所述天线接收器结构更具有位于所述多个第一图案上方的多个第二图案。

在所述传感器封装件中,所述多个第二图案对齐于所述多个第一图案。

在所述传感器封装件中,所述天线接收器结构更具有位于所述多个第二图案上方的多个第三图案,所述多个第三图案对齐于所述多个第二图案,且所述多个第二图案未对齐于所述多个第一图案。

在所述传感器封装件中,所述多个第二图案未对齐于所述多个第一图案。

在所述传感器封装件中,所述传感器封装件为指纹传感器封装件。

根据本发明的一些替代性实施例,一种传感器封装件包括半导体晶粒以及重布线层结构。所述半导体晶粒具有感测表面。所述重布线层结构经配置以形成多个感测图案、天线发送器结构以及天线接收器结构,所述感测图案位于所述半导体晶粒的所述感测表面上方,所述天线发送器结构以及所述天线接收器结构位于所述多个感测图案侧边。

在所述传感器封装件中,所述传感器封装件更包括聚合物层,所述聚合物层覆盖所述天线发送器结构以及所述天线接收器结构,而裸露出所述感测图案的上表面。

在所述传感器封装件中,更包括分子连接物,所述分子连接物分别覆盖所述感测图案的裸露出的所述上表面。

在所述传感器封装件中,所述天线接收器结构电性连接至位于所述半导体晶粒侧边的穿孔。

在所述传感器封装件中,所述天线发送器结构以及所述天线接收器结构中的每一者具有条状、螺旋状、波状、弯曲状或其组合。

在所述传感器封装件中,所述感测图案中的每一者具有开环状。

在所述传感器封装件中,所述传感器封装件为基于分子的传感器封装件。

根据本发明的另一些替代性实施例,一种传感器封装件的形成方法包括:提供具有感测表面的半导体晶粒;于所述感测表面上方形成重布线层结构,其中形成所述重布线层结构包括形成天线发送器结构以及天线接收器结构;以及于所述重布线层结构上方形成聚合物层。

在所述传感器封装件的形成方法中,所述天线接收器结构包括位于所述半导体晶粒的所述感测表面上方的多个第一图案。

在所述传感器封装件的形成方法中,形成所述重布线层结构更包括形成位于所述天线发送器结构与所述天线接收器结构之间的多个感测图案,且所述感测图案形成于所述半导体晶粒的所述感测表面上方。

以上概述了数个实施例的特征,使所属领域的一般技术人员可更佳了解本揭露的态样。所属领域的一般技术人员应理解,其可轻易地使用本揭露作为设计或修改其他工艺与结构的依据,以实行本文所介绍的实施例的相同目的及/或达到相同优点。所属领域的一般技术人员还应理解,这种等效的配置并不悖离本揭露的精神与范畴,且所属领域的一般技术人员在不悖离本揭露的精神与范畴的情况下可对本文做出各种改变、置换以及变更。

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