一种碳基管场效应晶体管生物传感器封装方法与流程

本技术涉及传感器封装，尤其涉及一种碳基管场效应晶体管生物传感器封装方法。

背景技术：

1、因碳基场效应晶体管(field effect transistor，fet)生物传感器所具备的低操作难度、灵敏度高、低检测时间、易于小型化和集成等优点，碳基场效应晶体管生物传感器能够有效应用于临床实验室检验、家庭检验、食品安全以及环境监测等场景中。而为了保证其应用的可靠性及有效性，需要对碳基场效应晶体管生物传感器进行有效封装，将样本溶液限制在传感沟道和参比电极处，同时保护芯片和分析电路免受周围热、静电和震动等的影响。

2、传统的场效应晶体管封装结构通常把电路和芯片密封在一个腔室中。但这种封装方式无法同时满足碳基场效应晶体管生物传感器中电学连接可靠性以及液体样本需与传感沟道和参比电极直接接触的要求。另外，碳基场效应晶体管生物传感器因为温度限制，即：硅基封装中的高温(大于120℃)来源于贴片和胶封固化加热；高温对碳基器件性能有较大影响，因此无法直接使用传统封装方式对碳基场效应晶体管生物传感器进行封装，需要设计更低温度的封装方式以解决温度对器件性能的影响。

技术实现思路

1、鉴于此，本技术实施例提供了一种碳基管场效应晶体管生物传感器封装方法，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

2、本技术提供了一种碳基管场效应晶体管生物传感器封装方法，包括：

3、在碳基场效应晶体管生物传感芯片晶圆上设置由剥离胶形成的划片保护层；

4、对所述碳基场效应晶体管生物传感芯片晶圆依次进行划片、在预设温度下的贴片、打线、分别在所述预设温度下的围堰和滴胶处理，以在预设的封装基板上设置形成有传感沟道和参比电极的碳基场效应晶体管生物传感芯片并封装得到对应的碳基管场效应晶体管生物传感器，其中，所述预设温度在55℃至85℃之间。

5、在本技术的一些实施例中，所述对所述碳基场效应晶体管生物传感芯片晶圆依次进行划片、在第一温度下的贴片、打线、分别在第二温度下的围堰和滴胶处理，包括：

6、对所述碳基场效应晶体管生物传感芯片晶圆进行划片处理，得到各个碳基场效应晶体管生物传感芯片，而后采用显影液去除所述碳基场效应晶体管生物传感芯片上的划片保护层，并用水和异丙醇清洗所述碳基场效应晶体管生物传感芯片，以使所述碳基场效应晶体管生物传感芯片上露出传感沟道和用于电连接的芯片焊盘；

7、以所述预设温度在预设的封装基板上对所述碳基场效应晶体管生物传感芯片进行贴片处理；

8、对所述封装基板上的碳基场效应晶体管生物传感芯片进行打线处理以使所述碳基场效应晶体管生物传感芯片与所述封装基板之间基于引线电连接；

9、对所述碳基场效应晶体管生物传感芯片进行点胶处理以构建传感沟道和参比电极的接触孔，在所述碳基场效应晶体管生物传感芯片的外围设置围堰并以所述预设温度进行固化以形成围堰腔体；

10、在所述围堰腔体中进行滴胶处理并以所述预设温度进行固化处理以固定所述引线。

11、在本技术的一些实施例中，所述以所述预设温度在预设的封装基板上对所述碳基场效应晶体管生物传感芯片进行贴片处理，包括：

12、在预设的封装基板的背栅处点设低温固化导电胶，并将所述碳基场效应晶体管生物传感芯片贴设至所述封装基板的背栅处；

13、以所述第一温度加热固化所述低温固化导电胶，以将所述碳基场效应晶体管生物传感芯片固定在所述封装基板上，其中，所述第一温度在55℃至80℃之间。

14、在本技术的一些实施例中，所述对所述封装基板上的碳基场效应晶体管生物传感芯片进行打线处理以使所述碳基场效应晶体管生物传感芯片与所述封装基板之间基于引线电连接，包括：

15、以引线键合方式在所述封装基板上的基板焊盘和所述碳基场效应晶体管生物传感芯片上的芯片焊盘之间设置引线，以实现所述封装基板与所述碳基场效应晶体管生物传感芯片之间的电连接。

16、在本技术的一些实施例中，所述在所述碳基场效应晶体管生物传感芯片的外围设置围堰并以所述预设温度进行固化以形成围堰腔体，包括：

17、以低温固化高粘度单组份环氧树脂材料在所述碳基场效应晶体管生物传感芯片的外围设置围堰并以第二温度进行固化以形成围堰腔体，其中，所述第二温度在70℃至85℃之间。

18、在本技术的一些实施例中，所述以低温固化高粘度单组份环氧树脂材料在所述碳基场效应晶体管生物传感芯片的外围设置围堰并以第二温度进行固化以形成围堰腔体，包括：

19、采用低温固化高粘度单组份环氧树脂材料在所述碳基场效应晶体管生物传感芯片的外围设置中心围堰，并采用所述低温固化高粘度单组份环氧树脂材料在所述中心围堰与所述封装基板的边沿之间设置外围围堰；

20、以所述第二温度固化所述中心围堰和所述外围围堰，以使所述中心围堰和所述外围围堰之间形成所述围堰腔体。

21、在本技术的一些实施例中，所述在所述围堰腔体中进行滴胶处理并以所述预设温度进行固化处理以固定所述引线，包括：

22、在所述围堰腔体中灌封低温固化透明ab有机硅胶；

23、以第三温度对所述低温固化透明ab有机硅胶进行固化处理以固定所述引线，其中，所述第三温度在60℃至85℃之间。

24、在本技术的一些实施例中，所述对所述碳基场效应晶体管生物传感芯片晶圆进行划片处理，包括：

25、控制全自动划片机基于预设在所述碳基场效应晶体管生物传感芯片晶圆上的划片定位标识，自动对所述碳基场效应晶体管生物传感芯片晶圆进行划片。

26、在本技术的一些实施例中，所述将所述碳基场效应晶体管生物传感芯片贴设至所述封装基板的背栅处，包括：

27、控制全自动贴片机分别基于预设在所述碳基场效应晶体管生物传感芯片上的贴片定位标识和预设在所述封装基板上的定位孔，自动将将所述碳基场效应晶体管生物传感芯片贴设至所述封装基板的背栅处。

28、在本技术的一些实施例中，所述以引线键合方式在所述封装基板上的基板焊盘和所述碳基场效应晶体管生物传感芯片上的芯片焊盘之间设置引线，包括：

29、控制全自动打线机基于预设在所述封装基板上的定位孔对所述封装基板上的基板焊盘和所述碳基场效应晶体管生物传感芯片上的芯片焊盘进行定位，自动以引线键合方式在所述封装基板上的基板焊盘和所述碳基场效应晶体管生物传感芯片上的芯片焊盘之间设置引线。

30、在本技术的一些实施例中，所述对所述碳基场效应晶体管生物传感芯片进行点胶处理以构建传感沟道和参比电极的接触孔，包括：

31、控制全自动点胶机基于预设在所述封装基板上的定位孔对所述碳基场效应晶体管生物传感芯片进行点胶处理以构建传感沟道和参比电极的接触孔。

32、本技术提供的碳基管场效应晶体管生物传感器封装方法，通过在碳基场效应晶体管生物传感芯片晶圆上设置由剥离胶形成的划片保护层，即通过应用剥离胶作为碳基场效应晶体管生物传感芯片的划片保护层，能够有效避免去胶后在芯片上的残留，能够防止划片过程的颗粒物等影响器件的传感沟道和电学连接，进而能够在保证碳基场效应晶体管生物传感器中电学连接可靠性的基础上，还能够保证液体样本与传感沟道和参比电极直接接触，进而能够有效提高封装得到的碳基管场效应晶体管生物传感器的应用可靠性及有效性；通过对所述碳基场效应晶体管生物传感芯片晶圆依次进行划片、在预设温度下的贴片、打线、分别在所述预设温度下的围堰和滴胶处理，以在预设的封装基板上设置形成有传感沟道和参比电极的碳基场效应晶体管生物传感芯片并封装得到对应的碳基管场效应晶体管生物传感器，其中，所述预设温度在55℃至85℃之间，能够以低于90℃的温度对碳基场效应晶体管生物传感芯片进行贴片、围堰和滴胶处理，并能够避免高温影响碳基场效应晶体管生物传感器的性能，进而能够进一步保证碳基场效应晶体管生物传感器的应用可靠性及有效性。

33、本技术的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本技术的实践而获知。本技术的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

34、本领域技术人员将会理解的是，能够用本技术实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本技术能够实现的上述和其他目的。