KR102153485B1 - gas sensor package, gas sensor wafer level package, and the method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 웨이퍼 레벨 패키지 공정을 이용한 가스 센서 패키지로서, 반도체 기판; 반도체 기판 상에 마련되며, 감지층에 전기적으로 연결되어 가스 감지 신호를 전달하는 재배선층; 재배선층을 덮도록 마련된 패시베이션층; 패시베이션층 상에 노출되도록 마련되어 가스를 감지하는 감지층; 및 재배선층에 전기적으로 연결되며, 외부 단자와 연결 가능하도록 패시베이션층 상에 노출되도록 마련된 복수의 접속 전극;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A gas sensor package according to an embodiment of the present invention is a gas sensor package using a wafer level package process, comprising: a semiconductor substrate; A redistribution layer provided on the semiconductor substrate and electrically connected to the sensing layer to transmit a gas sensing signal; A passivation layer provided to cover the redistribution layer; A sensing layer provided to be exposed on the passivation layer to detect gas; And a plurality of connection electrodes electrically connected to the redistribution layer and provided to be exposed on the passivation layer so as to be connectable to external terminals.

Description

가스 센서 패키지, 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법{gas sensor package, gas sensor wafer level package, and the method for manufacturing the same}Gas sensor package, gas sensor wafer level package, and the manufacturing method thereof {gas sensor package, gas sensor wafer level package, and the method for manufacturing the same}

본 발명은 가스 센서 패키지, 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 감지층에 대한 보호 기능이 향상되면서 간편한 제조가 가능한 구조를 가진 가스 센서 패키지, 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas sensor package, a gas sensor wafer level package, and a method of manufacturing the same, and more particularly, a gas sensor package having a structure capable of simple manufacturing while improving a protection function for a sensing layer, a gas sensor wafer level package, and It relates to the manufacturing method.

가스를 감지하는 가스 센서는 그 작동 원리에 따라 반도체형, 진동자형, 고체전해질형, 접촉연소형 등으로 분류된다. 그 중에서 반도체형 가스 센서가 일반적으로 사용되는데, 반도체형 가스 센서는 특정 가스가 감지층에 접촉하는 경우에 전기 저항, 전류, 일함수 등의 변화가 발생하는 원리를 이용하여 해당 가스를 검출한다. 이러한 반도체형 가스 센서는 패키지 형태로 제작(이하, 반도체형 가스 센서 패키지를 “가스 센서 패키지”라 지칭함)되는데, 구성이 간단하여 제작이 용이하고, 다양한 가스를 감지할 수 있으며, 상온에서 안정적인 특성을 나타내는 등 여러 장점이 있다.Gas sensors that detect gas are classified into semiconductor type, vibrator type, solid electrolyte type, and contact combustion type according to their operating principle. Among them, a semiconductor type gas sensor is generally used, and the semiconductor type gas sensor detects the gas by using the principle that changes in electrical resistance, current, work function, etc. occur when a specific gas contacts the sensing layer. These semiconductor-type gas sensors are manufactured in the form of a package (hereinafter, a semiconductor-type gas sensor package is referred to as “gas sensor package”). It is easy to manufacture due to its simple configuration, can detect various gases, and has stable characteristics at room temperature. There are several advantages, such as indicating.

도 1은 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 종래의 제1 가스 센서 패키지의 단면도를 나타낸다.1 is a cross-sectional view of a conventional first gas sensor package mounted on a printed circuit board (PCB).

한편, 종래의 제1 가스 센서 패키지는, 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(S), 감지층(MR), 상부/하부 패시베이션층(PT, PB), 재배선층(RDL), 본딩 와이어(BW), 접속 전극(CE) 및 몰딩 부재(MO)를 포함한다. Meanwhile, as shown in FIG. 1, the conventional first gas sensor package includes a semiconductor substrate S, a sensing layer MR, an upper/lower passivation layer P T , P B , a redistribution layer RDL, It includes a bonding wire (BW), a connection electrode (CE), and a molding member (MO).

이때, 하부 패시베이션층(PB)은 반도체 기판(S)의 하부를 덮도록 마련되고, 감지층(MR)은 반도체 기판(S) 상에서 외부로 노출되게 마련되어 가스와 접촉함으로써 감스를 감지하며, 재배선층(RDL)은 반도체 기판(S) 상에서 상부 패시베이션층(PT)에 의해 덮어지되 감지층(MR)과 전기적으로 연결되게 마련되어 가스 감지 신호를 전달한다. 또한, 접속 전극(CE)은 인쇄회로기판(PCB) 등과 같은 외부 단자에 연결되기 위해 외부로 노출되게 마련된 전극으로서, 본딩 와이어(BW)에 의해 재배선층(RDL)과 전기적으로 연결되며, 몰딩 부재(MO)는 상술한 구성들이 외부에 드러나지 않도록 에폭시 몰드 컴파운드(epoxy mold compound, EMC) 등으로 상술한 구성들을 상부에서 덮도록 마련된다.At this time, the lower passivation layer P B is provided to cover the lower portion of the semiconductor substrate S, and the sensing layer MR is provided to be exposed to the outside on the semiconductor substrate S to detect the deduction by contacting the gas, and The wiring layer RDL is covered by the upper passivation layer P T on the semiconductor substrate S, but is provided to be electrically connected to the sensing layer MR to transmit a gas detection signal. In addition, the connection electrode CE is an electrode provided to be exposed to the outside to be connected to an external terminal such as a printed circuit board (PCB), and is electrically connected to the redistribution layer RDL by a bonding wire BW, and a molding member (MO) is provided to cover the above-described components with an epoxy mold compound (EMC) or the like so that the above-described components are not exposed to the outside.

하지만, 종래의 제1 가스 센서 패키지는 본딩 와이어(BW) 및 몰딩 부재(MO)를 구비함에 따라 제조 공정 효율이 떨어지고 패키지 전체의 두께가 증가하는 문제점이 있다. However, the conventional first gas sensor package has a problem in that the manufacturing process efficiency decreases and the thickness of the entire package increases as the bonding wire (BW) and the molding member (MO) are provided.

도 2는 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 종래의 제2 가스 센서 패키지의 단면도를 나타낸다.2 is a cross-sectional view of a conventional second gas sensor package mounted on a printed circuit board (PCB).

이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래의 제2 가스 센서 패키지는, 도 2에 도시된 바와 같이, 본딩 와이어(BW) 및 몰딩 부재(MO)를 대체한 관통 전극(TSV) 및 캡(CAP)을 더 포함한다. 이때, 관통 전극(TSV)는 반도체 기판(S)을 관통하도록 마련되어 재배선층(RDL)과 접속 전극(CE)의 사이를 전기적으로 연결하며, 캡(CAP)은 상부 패시베이션층(PT) 상에 접합(이하, “캐핑 공정”이라 지칭함)되어 패키지의 나머지 구성들을 보호한다.In order to solve this problem, the conventional second gas sensor package further includes a through electrode TSV and a cap replacing the bonding wire BW and the molding member MO, as shown in FIG. 2. Include. At this time, the through electrode TSV is provided so as to penetrate the semiconductor substrate S to electrically connect the redistribution layer RDL and the connection electrode CE, and the cap CAP is on the upper passivation layer P T Bonding (hereinafter referred to as “capping process”) protects the remaining components of the package.

하지만, 종래의 제2 가스 센서 패키지는 가스가 유입되는 관통부(CV)를 캡(CAP)에 형성해야 하고 캡(CAP)의 접합 공정을 별도로 수행해야 하므로 제조 공정의 시간 및 비용이 증가할 뿐 아니라, 감지층(MR)을 형성한 후에 캡(CAP)의 접합 공정을 진행해야 하므로 캡(CAP)의 접합 공정 중에 감지층(MR)이 손상될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 종래의 제2 가스 센서 패키지는 인쇄회로기판(PCB) 등에 장착 시 감지층(MR)이 외부로 그대로 노출되는 구조를 가지므로, 외부 환경에 의해 감지층(MR)이 쉽게 손상될 수 있는 문제점이 있다. 아울러, 이러한 문제점들은 종래의 제1 가스 센서 패키지에서도 발생한다.However, the conventional second gas sensor package only increases the time and cost of the manufacturing process because the through part (CV) through which gas is introduced must be formed in the cap and the bonding process of the cap must be performed separately. In addition, since the bonding process of the cap must be performed after forming the detection layer MR, there is a problem in that the detection layer MR may be damaged during the bonding process of the cap. In addition, since the conventional second gas sensor package has a structure in which the sensing layer MR is exposed to the outside when mounted on a printed circuit board (PCB), etc., the sensing layer MR can be easily damaged by an external environment. There is a problem. In addition, these problems also occur in the conventional first gas sensor package.

상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 감지층에 대한 보호 기능이 향상되면서 간편한 제조가 가능한 구조를 가진 가스 센서 패키지, 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention provides a gas sensor package, a gas sensor wafer level package, and a manufacturing method thereof having a structure that can be easily manufactured while improving the protection function for the sensing layer. There is this.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 웨이퍼 레벨 패키지 공정을 이용한 가스 센서 패키지로서, (1) 반도체 기판, (2) 반도체 기판 상에 마련되며, 감지층에 전기적으로 연결되어 가스 감지 신호를 전달하는 재배선층, (3) 재배선층을 덮도록 마련된 패시베이션층, (4) 패시베이션층 상에 노출되도록 마련되어 가스를 감지하는 감지층, (5) 재배선층에 전기적으로 연결되며, 외부 단자와 연결 가능하도록 패시베이션층 상에 노출되도록 마련된 복수의 접속 전극을 포함한다.The gas sensor package according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a gas sensor package using a wafer level package process, which is provided on (1) a semiconductor substrate, (2) a semiconductor substrate, and is provided on a sensing layer. A redistribution layer that is electrically connected to transmit a gas detection signal, (3) a passivation layer provided to cover the redistribution layer, (4) a detection layer provided to be exposed on the passivation layer to detect gas, and (5) the redistribution layer electrically It is connected, and includes a plurality of connection electrodes provided to be exposed on the passivation layer so as to be connectable to external terminals.

상기 패시베이션층은 단차 형상으로 형성된 단차부를 구비할 수 있으며, 상기 감지층은 단차부 내에 마련될 수 있다.The passivation layer may have a stepped portion formed in a stepped shape, and the sensing layer may be provided in the stepped portion.

상기 각 접속 전극은 단차부 주변 패시베이션층 영역 상에 구비될 수 있으며, 상기 단차부는 접속 전극들 사이에 구비될 수 있다.Each of the connection electrodes may be provided on a passivation layer region around the stepped portion, and the stepped portion may be provided between the connection electrodes.

상기 접속 전극은, (1) 재배선층에 전기적으로 연결되며, 패시베이션층 상에 노출된 언더범프금속층, (2) 언더범프금속층에 전기적으로 연결되며, 언더범프금속층 상에 마련된 범프를 포함할 수 있다.The connection electrode may include (1) an under bump metal layer that is electrically connected to the redistribution layer and exposed on the passivation layer, (2) an under bump metal layer that is electrically connected to the under bump metal layer, and is provided on the under bump metal layer. .

상기 접속 전극은, (1) 재배선층에 전기적으로 연결되며, 패시베이션층 상에 노출되되 일정 높이를 가지는 Cu 포스트, (2) Cu 포스트에 전기적으로 연결되며, Cu 포스트 상에 마련된 솔더 캡을 포함할 수 있다.The connection electrode includes (1) a Cu post that is electrically connected to the redistribution layer and has a predetermined height while being exposed on the passivation layer, and (2) is electrically connected to the Cu post, and includes a solder cap provided on the Cu post. I can.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 상기 반도체 기판, 상기 재배선층, 상기 패시베이션층, 상기 감지층 및 상기 접속 전극을 각각 구비하되 서로 다른 감지층을 구비하고 서로 적층되게 배열된 복수의 가스 센서 패키지를 포함할 수 있으며, 제2 가스 센서 패키지의 상부에 적층된 제1 가스 센서 패키지는 자신의 반도체 기판을 관통하며, 자신의 재배선층 및 제2 가스 센서 구조체의 접속 전극에 전기적으로 연결되는 관통 전극을 더 포함할 수 있다.A gas sensor package according to an embodiment of the present invention includes the semiconductor substrate, the redistribution layer, the passivation layer, the sensing layer, and the connection electrode, respectively, but having different sensing layers and a plurality of gases arranged to be stacked with each other. The first gas sensor package may include a sensor package, and the first gas sensor package stacked on top of the second gas sensor package penetrates its own semiconductor substrate and is electrically connected to its own redistribution layer and the connection electrode of the second gas sensor structure. It may further include a through electrode.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 상기 재배선층, 상기 패시베이션층, 상기 감지층 및 상기 접속 전극을 각각 구비하되 서로 다른 감지층을 구비하고 서로 나란하게 배열된 복수의 가스 센서 구조체를 포함할 수 있으며, 각 가스 센서 구조체는 서로 공통으로 사용하는 상기 반도체 기판을 포함할 수 있다.A gas sensor package according to an embodiment of the present invention includes a plurality of gas sensor structures each having the redistribution layer, the passivation layer, the sensing layer, and the connection electrode, but having different sensing layers and arranged in parallel with each other. Each gas sensor structure may include the semiconductor substrate that is used in common with each other.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지는, (1) 반도체 웨이퍼, (2) 반도체 웨이퍼 상에 마련되며, 감지층에 전기적으로 연결되어 가스 감지 신호를 전달하는 재배선층, (3) 재배선층을 덮도록 마련된 패시베이션층, (4) 패시베이션층 상에 노출되도록 마련되어 가스를 감지하는 감지층, (5) 재배선층에 전기적으로 연결되며, 외부 단자와 연결 가능하도록 패시베이션층 상에 노출되도록 마련된 복수의 접속 전극을 포함한다.The gas sensor wafer level package according to an embodiment of the present invention includes (1) a semiconductor wafer, (2) a redistribution layer provided on the semiconductor wafer and electrically connected to the sensing layer to transmit a gas detection signal, (3) A passivation layer provided to cover the redistribution layer, (4) a sensing layer provided to be exposed on the passivation layer to detect gas, (5) electrically connected to the redistribution layer, and provided to be exposed on the passivation layer to be connected to an external terminal. It includes a plurality of connection electrodes.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 제조 방법은, (a) 반도체 웨이퍼를 준비하는 단계, (b) 반도체 웨이퍼 상에 마련되어 가스 감지 신호를 전달하는 재배선층과, 재배선층을 덮도록 마련된 패시베이션층과, 재배선층에 전기적으로 연결되며 외부 단자와 연결 가능하도록 패시베이션층 상에 노출되도록 마련되는 복수의 접속 전극을 각각 형성하는 단계, (c) 재배선층에 전기적으로 연결되고 패시베이션층 상에 노출되도록 마련되는 가스를 감지하는 감지층을 형성하는 단계, (d) 반도체 기판, 재배선층, 패시베이션층, 감지층 및 접속 전극을 포함하는 각 가스 센서 패키지를 절단하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention includes (a) preparing a semiconductor wafer, (b) a redistribution layer provided on the semiconductor wafer and transmitting a gas detection signal, and a redistribution layer provided to cover the redistribution layer. Forming a passivation layer and a plurality of connection electrodes electrically connected to the redistribution layer and exposed on the passivation layer to enable connection to external terminals, (c) electrically connected to the redistribution layer and exposed on the passivation layer Forming a sensing layer that senses a gas that is provided as possible, and (d) cutting each gas sensor package including a semiconductor substrate, a redistribution layer, a passivation layer, a sensing layer, and a connection electrode.

상기 (b) 단계는 단차 형상의 단차부를 구비한 패시베이션층을 형성하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 (c) 단계는 단차부 내에 감지층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.Step (b) may include forming a passivation layer having a stepped portion having a stepped shape, and step (c) may include forming a sensing layer in the stepped portion.

상기 (b) 단계는 접속 전극들 사이에 단차부를 형성하되 단차부 주변 패시베이션층 영역 상에 각 접속 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The step (b) may include forming a stepped portion between the connection electrodes, and forming each connection electrode on the passivation layer region around the stepped portion.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 제조 방법은, (e) 서로 다른 감지층을 구비한 복수의 가스 센서 패키지를 서로 적층시키는 단계를 더 포함할 수 있다.A method of manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention may further include (e) stacking a plurality of gas sensor packages having different sensing layers on each other.

상기 (b) 단계는 반도체 기판을 관통하며 재배선층에 전기적으로 연결되는 관통 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 (e) 단계는 제2 가스 센서 패키지의 상부에 적층된 제1 가스 센서 패키지의 관통 전극을 제2 가스 센서 패키지의 접속 전극에 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step (b) may further include forming a through electrode that penetrates the semiconductor substrate and is electrically connected to the redistribution layer, and the step (e) includes a first gas stacked on the second gas sensor package. It may further include electrically connecting the through electrode of the sensor package to the connection electrode of the second gas sensor package.

상기 (c) 단계는 각 가스 센서 패키지의 영역 내에서 서로 다른 복수의 감지층을 형성하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 (d) 단계는 서로 나란하게 배열되고 서로 다른 감지층을 구비하되 공통의 반도체 기판을 사용하는 복수의 가스 센서 구조체가 각 가스 센서 패키지에 포함되도록 각 가스 센서 패키지를 절단하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 각 가스 센서 구조체는 공통의 반도체 기반, 재배선층, 패시베이션층, 감지층 및 접속 전극을 각각 포함할 수 있다.The step (c) may include forming a plurality of different sensing layers within the region of each gas sensor package, and the step (d) is arranged in parallel with each other and provided with different sensing layers, It may include cutting each gas sensor package such that a plurality of gas sensor structures using a semiconductor substrate are included in each gas sensor package. In this case, each of the gas sensor structures may include a common semiconductor base, a redistribution layer, a passivation layer, a sensing layer, and a connection electrode.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지, 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법은 가스 센서 패키지가 인쇄회로기판(PCB) 등에 장착될 경우, 반도체 기판이 외부에 노출되며, 동시에 감지층이 반도체 기판의 내측에 위치하게 되면서, 반도체 기판이 자연스럽게 외부 충격, 외부 접촉 등으로부터 감지층을 보호할 수 있는 보호 기능의 구조를 가지는 이점이 있다.In the gas sensor package, gas sensor wafer level package, and manufacturing method according to an embodiment of the present invention configured as described above, when the gas sensor package is mounted on a printed circuit board (PCB), the semiconductor substrate is exposed to the outside, At the same time, since the sensing layer is positioned inside the semiconductor substrate, the semiconductor substrate has an advantage of having a structure of a protective function capable of naturally protecting the sensing layer from external impact or external contact.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지, 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법은 패시베이션층에 단차부가 형성됨에 따라 단차부 외의 주변 패시베이션층 영역이 감지층을 둘러싸도록 배치되어, 감지층에 대한 보호 기능이 더욱 강화될 수 있는 이점이 있다.In addition, in the gas sensor package, the gas sensor wafer level package, and the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, as a step portion is formed in the passivation layer, a peripheral passivation layer region other than the step portion is disposed to surround the sensing layer, There is an advantage that the protection function can be further strengthened.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지, 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법은 패시베이션층의 단차부 내에 감지층이 구비되는 구조이므로, 기본 구조인 재배선층, 전극 패드, 패시베이션층 및 접속 전극을 각각 형성한 후에 감지층을 형성할 수 있어, 기본 구조 형성 중에 발생할 수 있는 감지층의 손상을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, since the gas sensor package, the gas sensor wafer level package, and the manufacturing method according to an embodiment of the present invention have a structure in which a sensing layer is provided in the stepped portion of the passivation layer, the basic structure of the redistribution layer, electrode pad, passivation layer, Since the sensing layer can be formed after each connection electrode is formed, there is an advantage of preventing damage to the sensing layer that may occur during the formation of the basic structure.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지, 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지 및 그 제조 방법은 웨이퍼 레벨 패키징 공정을 통해 제조되므로, 몰딩 공정, 캐핑 공정, 캐핑 공정 시의 관통부 형성 공정 등의 공정을 생략할 수 있어, 원가 절감이 가능하고 프로세스를 간소화할 수 있는 이점이 있다.In addition, since the gas sensor package, the gas sensor wafer level package, and the manufacturing method according to an embodiment of the present invention are manufactured through a wafer level packaging process, processes such as a molding process, a capping process, and a through part formation process during the capping process As can be omitted, there is an advantage in that cost can be reduced and the process can be simplified.

도 1는 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 종래의 제1 가스 센서 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 2는 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 종래의 제2 가스 센서 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 3 내지 도 9는 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 본 발명의 제1 실시예 내지 제7 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지 제조 방법의 공정 순서도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지 제조 방법의 준비 단계(S10)를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지 제조 방법의 기본 구조 형성 단계(S20)를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지 제조 방법의 감지층 형성 단계(S30)를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지 제조 방법의 절단 단계(S40)를 나타낸다.
1 is a cross-sectional view of a conventional first gas sensor package mounted on a printed circuit board (PCB).
2 is a cross-sectional view of a conventional second gas sensor package mounted on a printed circuit board (PCB).
3 to 9 are cross-sectional views of gas sensor packages according to the first to seventh embodiments of the present invention mounted on a printed circuit board (PCB).
10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention.
11 shows a preparation step (S10) of a method for manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention.
12 shows a basic structure forming step (S20) of a method for manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention.
13 shows a step (S30) of forming a sensing layer in a method of manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention.
14 shows a cutting step (S40) of a method for manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The above objects and means of the present invention, and effects thereof, will become more apparent through the following detailed description in connection with the accompanying drawings, and accordingly, a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can facilitate the technical idea of the present invention. It will be possible to do it. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하다", “구비하다”, “마련하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In addition, terms used in the present specification are for describing embodiments, and are not intended to limit the present invention. In the present specification, the singular form also includes the plural form in some cases, unless specifically stated in the phrase. Terms such as "to include", "to have", "to prepare" or "have" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the mentioned elements.

본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “또는 B”“및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.In the present specification, expressions such as “or” and “at least one” may represent one of words listed together, or a combination of two or more. For example, “or B” “at least one of “and B” may include only one of A or B, and may include both A and B.

본 명세서에서, “예를 들어”와 같은 표현에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.In this specification, descriptions according to expressions such as "for example" may not exactly match the information presented, such as a recited characteristic, variable, or value, and are usually limited to tolerances, measurement errors, and measurement accuracy. Embodiments of the invention according to various embodiments of the present invention should not be limited to effects such as modifications including other known factors.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어’ 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.In the present specification, when a component is referred to as being'connected' or'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but the other component is It should be understood that it may exist. On the other hand, when a component is referred to as being'directly connected' or'directly connected' to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used in the present specification may be used as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 다만, 설명의 편의를 위해, 도면에 도시된 상부와 하부를 서로 바꿔서 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, for convenience of explanation, the upper and lower portions shown in the drawings will be interchanged and described.

먼저, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 가스 센서 패키지에 대해서 설명하도록 한다.First, a gas sensor package according to various embodiments of the present disclosure will be described.

도 3은 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 단면도를 나타낸다.3 is a cross-sectional view of a gas sensor package according to a first embodiment of the present invention mounted on a printed circuit board (PCB).

본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지 공정을 이용한 가스 센서 패키지로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(1), 재배선층(2), 전극 패드(3), 패시베이션층(4), 감지층(5) 및 접속 전극(6)을 포함한다.A gas sensor package using the gas sensor wafer level package process according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, a semiconductor substrate 1, a redistribution layer 2, an electrode pad 3, and a passivation layer (4), a sensing layer 5 and a connection electrode 6 are included.

반도체 기판(1)은 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The semiconductor substrate 1 may be made of single crystal silicon or polycrystalline silicon, but is not limited thereto.

특히, 가스 센서 패키지가 인쇄회로기판(PCB) 등에 장착될 경우, 반도체 기판(1)이 외부에 노출되며, 동시에 감지층(5)이 반도체 기판(1)의 내측에 위치하게 된다. 이에 따라, 반도체 기판(1)은 자연스럽게 외부 충격, 외부 접촉 등으로부터 감지층(5)을 보호(이하, “보호 기능”이라 지칭함)할 수 있다.In particular, when the gas sensor package is mounted on a printed circuit board (PCB), the semiconductor substrate 1 is exposed to the outside, and at the same time, the sensing layer 5 is located inside the semiconductor substrate 1. Accordingly, the semiconductor substrate 1 may naturally protect the sensing layer 5 from external impact, external contact, etc. (hereinafter referred to as “protective function”).

한편, 반도체 기판(1)은 집적회로를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 반도체 기판(1)은 반도체 메모리 소자(DRAM, SRAM, Flash 메모리 등), 프로세서 소자(CPU, DSP 등), ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 소자, MEMS(Micro Electro Mechanical System) 소자, 광전 소자, 발광 소자, 각종 필터 소자 등을 이루기 위한 다양한 집적회로를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the semiconductor substrate 1 may also include an integrated circuit. For example, the semiconductor substrate 1 is a semiconductor memory device (DRAM, SRAM, Flash memory, etc.), a processor device (CPU, DSP, etc.), ASIC (Application Specific Integrated Circuit) device, MEMS (Micro Electro Mechanical System) device, Various integrated circuits for forming photoelectric devices, light emitting devices, and various filter devices may be included, but are not limited thereto.

재배선층(2)(Redistribution Layer; RDL)은 반도체 기판(1) 상에 마련되되 패시베이션층(4)의 내부에 마련되는 것으로서, 감지층(5)에 전기적으로 연결되어 감지층(5)에서 발생된 가스 감지 신호를 전달한다.The redistribution layer (RDL) is provided on the semiconductor substrate 1 but is provided inside the passivation layer 4 and is electrically connected to the sensing layer 5 to occur in the sensing layer 5 Transmitted gas detection signal.

전극 패드(3)는 반도체 기판(1) 상에 마련되며, 전기적으로 연결됨으로써 가스 감지 신호가 출력되는 부분이다. 예를 들어, 전극 패드(3)는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 백금(Pt) 등과 같은 낮은 비저항의 금속으로 이루어질 수 있다. 도 3에서 전극 패드(3)는 2개인 것으로 도시되었으나, 전극 패드(3)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니며, 다수 개가 구비될 수 있다.The electrode pad 3 is provided on the semiconductor substrate 1 and is a part to which a gas detection signal is output by being electrically connected. For example, the electrode pad 3 may be made of a metal having a low specific resistance such as aluminum (Al), copper (Cu), platinum (Pt), or the like. In FIG. 3, two electrode pads 3 are shown, but the number of electrode pads 3 is not limited thereto, and a plurality of electrode pads 3 may be provided.

패시베이션층(4)(Passivation Layer)은 재배선층(2)을 덮도록 마련되며, 반도체 기판(1), 재배선층(2), 전극 패드(3), 감지층(5) 및 접속 전극(6) 사이에 불필요한 전기적 단락을 방지하며, 이들 구성에 대한 외부로부터의 물리적/화학적 손상을 방지한다.The passivation layer 4 is provided to cover the redistribution layer 2, and the semiconductor substrate 1, the redistribution layer 2, the electrode pad 3, the sensing layer 5 and the connection electrode 6 It prevents unnecessary electrical shorts between, and prevents physical/chemical damage to these components from the outside.

또한, 패시베이션층(4)은 다수의 층(41, 42, 43, 44)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 패시베이션층(41)은 반도체 기판(1)의 상면에 적층되며, 제2 패시베이션층(42)은 제1 패시베이션층(41)의 상면에 적층된다. 마찬가지로, 제3 패시베이션층(43)은 제2 패시베이션층(42)의 상면에 적층되며, 제4 패시베이션층(44)은 제3 패시베이션층(43)의 상면에 적층된다. 재배선층(2)은 제1 패시베이션층(41) 내지 제3패시베이션층(43)의 사이에 마련될 수 있고, 전극 패드(3)는 제3 패시베이션층(43)에서 노출되게 마련될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the passivation layer 4 may include a plurality of layers 41, 42, 43, 44. In this case, the first passivation layer 41 is stacked on the top surface of the semiconductor substrate 1, and the second passivation layer 42 is stacked on the top surface of the first passivation layer 41. Likewise, the third passivation layer 43 is stacked on the top surface of the second passivation layer 42, and the fourth passivation layer 44 is stacked on the top surface of the third passivation layer 43. The redistribution layer 2 may be provided between the first passivation layer 41 to the third passivation layer 43, and the electrode pad 3 may be provided to be exposed from the third passivation layer 43, It is not limited thereto.

한편, 패시베이션층(4)은 절연 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 패시베이션층(4)은 폴리머 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 패시베이션층(4)은 PMMA(Polymethylmethacrylate), PS(Polystylene), PBO(Polybenzoxzaoles) 등과 같은 일반 범용고분자, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 패시베이션층(41)은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등과 같은 무기 절연물로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the passivation layer 4 may be made of an insulating material. For example, the passivation layer 4 may be made of a polymer material. That is, the passivation layer 4 is a general-purpose polymer such as PMMA (Polymethylmethacrylate), PS (Polystylene), PBO (Polybenzoxzaoles), acrylic polymer, imide polymer, aryl ether polymer, amide polymer, fluorine polymer, p-xyl It may include a rene-based polymer, a vinyl alcohol-based polymer, a polymer derivative having a phenolic group, and the like, but is not limited thereto. Further, the first passivation layer 41 may be formed of an inorganic insulating material such as a silicon oxide layer or a silicon nitride layer, but is not limited thereto.

감지층(5)(Membrane)은 가스를 감지하는 층으로서, 패시베이션층(4) 상에 노출되도록 마련된다. 이때, 감지층(5)은 가스가 흡착되는 경우에 전기 저항, 전류, 일함수 등의 변화가 발생하는 물질을 포함할 수 있다. The sensing layer 5 (Membrane) is a layer that senses gas, and is provided to be exposed on the passivation layer 4. In this case, the sensing layer 5 may include a material that changes in electrical resistance, current, and work function when gas is adsorbed.

예를 들어, 감지층(5)은 금속 산화물(MxOy), 금 나노입자, 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(Carbon Nanotube), 풀러렌(fullerene), 이황화 몰리브덴(MoS2) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 금속 산화물(MxOy)은 코발트 산화물(CoOx), 갈륨 산화물(GaOx), 인듐 산화물(InOx), 주석 산화물(SnOx), 티타늄 산화물(TiOx), 텅스텐 산화물(WOx), 아연 산화물(ZnOx) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the sensing layer 5 contains metal oxides (M x O y ), gold nanoparticles, graphene, carbon nanotubes, fullerenes, molybdenum disulfide (MoS 2 ), etc. It may include, but is not limited thereto. At this time, the metal oxide (M x O y ) is cobalt oxide (CoO x ), gallium oxide (GaO x ), indium oxide (InO x ), tin oxide (SnO x ), titanium oxide (TiO x ), tungsten oxide (WO). x ), zinc oxide (ZnO x ), and the like, but are not limited thereto.

또한, 감지층(5)은 가스 흡착에 따른 전기 저항, 전류, 일함수 등의 변화 신호, 즉 가스 감지 신호를 발생시키는 감지 전극을 포함할 수 있다. 이 경우, 감지 전극은 재배선층(2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 감지 전극이 없는 경우, 재배선층(2)이 감지 전극의 역할을 대신하도록 마련될 수 있다.In addition, the sensing layer 5 may include a sensing electrode that generates a change signal such as electric resistance, current, and work function according to gas adsorption, that is, a gas sensing signal. In this case, the sensing electrode may be electrically connected to the redistribution layer 2. However, when there is no sensing electrode, the redistribution layer 2 may be provided to replace the role of the sensing electrode.

특히, 감지층(5)은 패시베이션층(4)의 단차부(40) 내에 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 패시베이션층(4)은 단차 형상의 단차부(40)를 포함할 수 있으며, 이 경우, 단차부(40) 내에 감지층(5)이 마련됨으로써 단차부(40) 외의 주변 패시베이션층(4) 영역이 감지층(5)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 감지층(5)에 대한 보호 기능은 더욱 강화될 수 있는 이점이 생긴다. In particular, the sensing layer 5 is preferably provided in the step portion 40 of the passivation layer 4. That is, the passivation layer 4 may include a stepped portion 40 having a stepped shape, and in this case, the sensing layer 5 is provided in the stepped portion 40, so that the peripheral passivation layer 4 other than the stepped portion 40 is provided. ) Area may be arranged to surround the sensing layer 5. Accordingly, there is an advantage that the protective function for the sensing layer 5 can be further strengthened.

예를 들어, 제3 패시베이션층(43)과 제4 패시베이션층(44)은 각각 홈을 구비할 수 있으며, 제3 패시베이션층(43)의 홈이 제4 패시베이션층(44)의 홈 보다 너비가 작게 형성됨으로써 단차부(40)가 마련될 수 있다. 물론, 제2 패시베이션층(42)에도 홈이 마련될 수 있으며, 이 경우에 제2 패시베이션층(42)의 홈은 제3 패시베이션층(43) 또는 제4 패시베이션층(44)의 홈 보다 너비가 작게 형성될 수 있다. 이때, 감지층(5)은 단차부(40)의 하부, 즉 가장 넓은 홈의 밑면에 접촉하도록 마련될 수 있다.For example, the third passivation layer 43 and the fourth passivation layer 44 may each have a groove, and the groove of the third passivation layer 43 is wider than the groove of the fourth passivation layer 44. By being formed small, the step portion 40 may be provided. Of course, grooves may also be provided in the second passivation layer 42, and in this case, the grooves of the second passivation layer 42 have a width greater than that of the third passivation layer 43 or the fourth passivation layer 44. It can be formed small. In this case, the sensing layer 5 may be provided to contact the lower portion of the step portion 40, that is, the bottom surface of the widest groove.

접속 전극(6)은 인쇄회로기판(PCB) 등의 외부 단자와 연결 가능하도록 패시베이션층(4) 상에 노출되도록 복수 개가 마련된다. 이때, 접속 전극(6)은 전극 패드(3), 즉 재배선층(2)에 전기적으로 연결되어 가스 감지 신호를 외부 단자로 전달한다.A plurality of connection electrodes 6 are provided so as to be exposed on the passivation layer 4 so as to be connected to external terminals such as a printed circuit board (PCB). At this time, the connection electrode 6 is electrically connected to the electrode pad 3, that is, the redistribution layer 2 to transmit a gas detection signal to an external terminal.

특히, 각 전속 전극(6)은 단차부(40) 외의 단차부(40) 주변 패시베이션층(4) 영역, 즉 최상단의 패시베이션층(4)인 제4 패시베이션층(44) 상에 마련되는 것이 바람직하다. 이 경우, 단차부(40)가 접속 전극(6)들 사이에 배치되므로, 가스 센서 패키지가 인쇄회기판(PCB) 등의 외부 장치에 장착될 경우, 단차부(40) 내에 구비된 감지층(5)은 외부 장치와 마주보게 배치되며, 이에 따라, 감지층(5)의 보호 기능이 강화될 수 있다.In particular, each of the electric flux electrodes 6 is preferably provided in the region of the passivation layer 4 around the step portion 40 other than the step portion 40, that is, on the fourth passivation layer 44, which is the uppermost passivation layer 4 Do. In this case, since the step portion 40 is disposed between the connection electrodes 6, when the gas sensor package is mounted on an external device such as a printed circuit board (PCB), the sensing layer provided in the step portion 40 ( 5) is disposed to face the external device, and thus, the protective function of the sensing layer 5 may be enhanced.

예를 들어, 접속 전극은 언더범프금속층(61) 및 범프(62)를 포함할 수 있다. For example, the connection electrode may include an under bump metal layer 61 and bump 62.

언더범프금속층(61)(Under Bump Metallurgy)은 범프(61)의 접속 신뢰성을 향상시키기 위한 구성으로서, 패시베이션층(4), 즉 최상단의 패시베이션층(4)인 제4 패시베이션층(44) 상에 노출되게 마련되되 전극 패드(3) 상에 마련되며, 재배선층(2)에 전기적으로 연결된다. 즉, 언더범프금속층(61)은 범프(62)의 접착이 원활하도록 웨팅층(wetting layer)을 제공하면서 동시에 범프(62)의 침투를 방지한다.The under bump metallurgy is a configuration for improving the connection reliability of the bumps 61, and on the passivation layer 4, that is, the fourth passivation layer 44, which is the uppermost passivation layer 4 It is provided to be exposed, but is provided on the electrode pad 3 and is electrically connected to the redistribution layer 2. That is, the under bump metal layer 61 provides a wetting layer to facilitate adhesion of the bumps 62 and at the same time prevents penetration of the bumps 62.

언더범프금속층(61)은 공지의 금속을 이용하여 메탈화(Metallization) 방법으로 형성될 수 있으며, 다양한 형태의 구성이 가능하다. 예를 들어, 언더범프금속층(61)은 Cu, Cu/Ni, Cu/Ni/Au, Cr/Cr-Cu/Cu, TiW/Cu, Al/NiV/Cu 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The under bump metal layer 61 may be formed by a metallization method using a known metal, and may be configured in various forms. For example, the under bump metal layer 61 may be formed of Cu, Cu/Ni, Cu/Ni/Au, Cr/Cr-Cu/Cu, TiW/Cu, Al/NiV/Cu, etc., but is limited thereto. no.

범프(62)(Bump)는 인쇄회로기판(PCB) 등의 외부 단자에 직접 접촉하기 위한 전도성 돌기로서, 언더범프금속층(61) 상에 마련되며, 언더범프금속층(61)에 전기적으로 연결된다. 범프(62)는 언더범프금속층(61) 없이 최상단의 패시베이션층(4) 상에 노출되게 마련되되 전극 패드(3) 상에 마련되며, 재배선층(2)에 전기적으로 연결될 수도 있다. 범프(62)는 솔더 볼(Solder Ball) 형태, 메탈 코어 볼(Metal Core Ball) 형태 또는 플라스틱 코어 볼(Plastic Core Ball) 형태로서, 구 형상, 달걀 형상, 또는 규빅 형상일 수 있으며, 스터드 범프(Stud Bump) 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The bump 62 is a conductive protrusion for directly contacting an external terminal such as a printed circuit board (PCB), and is provided on the under bump metal layer 61 and is electrically connected to the under bump metal layer 61. The bump 62 is provided to be exposed on the uppermost passivation layer 4 without the under bump metal layer 61 but is provided on the electrode pad 3 and may be electrically connected to the redistribution layer 2. The bump 62 is in the form of a solder ball, a metal core ball, or a plastic core ball, and may have a spherical shape, an egg shape, or a cubic shape, and may be a stud bump ( Stud Bump) form, but is not limited thereto.

솔더 볼은 녹는점이 비교적 낮은 솔더 재질로 형성된 범프로서, 언더범프금속층(61)과 솔더 볼의 사이에는 리플로우(Reflow) 공정 시에 형성된 합금층이 마련될 수 있다. 예를 들어, 솔더 볼은 Sn, Sn/Ag, Sn/Bi, Sn/Cu, Sn/Au, Sn/Ag/Cu, SnNiAgCu, SnNiAg 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The solder ball is a bump formed of a solder material having a relatively low melting point, and an alloy layer formed during a reflow process may be provided between the under bump metal layer 61 and the solder ball. For example, the solder ball may be made of Sn, Sn/Ag, Sn/Bi, Sn/Cu, Sn/Au, Sn/Ag/Cu, SnNiAgCu, SnNiAg, etc., but is not limited thereto.

메탈 코어 볼은 중심의 메탈 코어(metal core) 및 메탈 코어 주변의 솔더 버퍼(solder buffer)를 포함하는 이중 구조의 범프이다. 이때, 메탈 코어는 Cu 단독으로 구성되거나, 중심의 Cu와 그 외곽의 Ag의 조합으로 구성되거나, Ag 외곽의 기타 금속이 더 포함되는 3중 조합으로 구성될 수 있다. 솔더 버퍼는 녹는점이 비교적 낮은 Pb이나 Sn 등의 솔더 재질을 포함할 수 있으며, 솔더 외에 Ni의 합금이거나 Ag의 합금으로 구성될 수 있다. 이러한 메탈 코어 볼은 소정 메뉴얼에 따라 도전 볼을 드롭(drop)하는 방식으로 형성될 수 있다. 특히, 메탈 코어 볼은 이중 구조를 가지므로, 후술할 본 발명의 제6 실시예 및 제7 실시예에 따른 가스 센서 패키지와 같이, 상하부 패키지가 상호 연결되는 POP(Package on Package) 형태의 패키지에 사용될 경우, 멀티 리플로우(multi reflow) 공정의 가능, 도전 특성의 개선, 스탠오프(standoff)의 안정적 유지 등의 효과로 인해, 패키지 전체의 신뢰성을 향상시킬 수 있고 가스 유입을 보다 안정적으로 유지시킬 수 있다. The metal core ball is a double-structured bump including a metal core at the center and a solder buffer around the metal core. In this case, the metal core may be composed of Cu alone, a combination of Cu at the center and Ag at the outer side thereof, or may be composed of a triple combination including other metals outside of Ag. The solder buffer may include a solder material such as Pb or Sn having a relatively low melting point, and may be composed of an alloy of Ni or an alloy of Ag in addition to solder. The metal core ball may be formed by dropping a conductive ball according to a predetermined manual. In particular, since the metal core ball has a dual structure, the upper and lower packages are interconnected, such as the gas sensor package according to the sixth and seventh embodiments of the present invention. When used, the reliability of the entire package can be improved and gas inflow can be maintained more stably due to effects such as possible multi-reflow process, improvement of conductive properties, and stable maintenance of standoff. I can.

플라스틱 코어 볼은 중심의 플라스틱 코어(Plastic core) 및 플라스틱 코어 주변의 솔더 버퍼(solder buffer)를 포함하는 이중 구조의 범프이다. 이때, 플라스틱 코어는 중심의 고분자 재질의 플라스틱과 그 외곽의 Ag의 조합으로 구성되거나, Ag 외곽의 기타 금속이 더 포함되는 3중 조합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 고분자 재질로는 PMMA(Polymethylmethacrylate), PS(Polystylene), PBO(Polybenzoxzaoles) 등과 같은 일반 범용고분자, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 솔더 버퍼는 녹는점이 비교적 낮은 Pb이나 Sn 등의 솔더 재질을 포함할 수 있으며, 솔더 외에 Ni의 합금이거나 Ag의 합금으로 구성될 수 있다. 특히, 플라스틱 코어 볼은 이중 구조를 가지므로, 후술할 본 발명의 제6 실시예 및 제7 실시예에 따른 가스 센서 패키지와 같이, 상하부 패키지가 상호 연결되는 POP(Package on Package) 형태의 패키지에 사용될 경우, 멀티 리플로우(multi reflow) 공정의 가능, 도전 특성의 개선, 스탠오프(standoff)의 안정적 유지 등의 효과로 인해, 패키지 전체의 신뢰성을 향상시킬 수 있고 가스 유입을 보다 안정적으로 유지시킬 수 있다.The plastic core ball is a double structured bump containing a central plastic core and a solder buffer around the plastic core. In this case, the plastic core may be composed of a combination of a plastic of a polymer material in the center and Ag of the outer side, or may be composed of a triple combination including other metals outside of the Ag. For example, as a polymer material, general general-purpose polymers such as PMMA (Polymethylmethacrylate), PS (Polystylene), PBO (Polybenzoxzaoles), acrylic polymers, imide polymers, arylether polymers, amide polymers, fluorine polymers, p-xyl It may include a rene-based polymer, a vinyl alcohol-based polymer, a polymer derivative having a phenolic group, and the like, but is not limited thereto. The solder buffer may include a solder material such as Pb or Sn having a relatively low melting point, and may be composed of an alloy of Ni or an alloy of Ag in addition to solder. In particular, since the plastic core ball has a dual structure, the upper and lower packages are interconnected, such as the gas sensor package according to the sixth and seventh embodiments of the present invention. When used, the reliability of the entire package can be improved and gas inflow can be maintained more stably due to effects such as possible multi-reflow process, improvement of conductive properties, and stable maintenance of standoff. I can.

스터드 범프는 스터드(Stud) 형상의 범프이다. 예를 들어, 스터드 범프는 Au, Ag, Al, Cu 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The stud bump is a stud shaped bump. For example, the stud bump may be made of Au, Ag, Al, Cu, or the like, but is not limited thereto.

또한, 도 6을 참조하면, 접속 전극(6)은 Cu 포스트(63)를 포함할 수 있다.Further, referring to FIG. 6, the connection electrode 6 may include a Cu post 63.

Cu 포스트(63)는 가스 센서 패키지에 일정 높이가 필요할 경우에 구비되는 일정 높이의 전도성 기둥으로서, 감지층(5)이 가스에 충분히 노출될 수 있을 만큼의 간격을 형성할 수 있다. Cu 포스트(63)는 패시베이션층(4), 즉 최상단의 패시베이션층(4)인 제4 패시베이션층(44) 상에 노출되게 마련되되 전극 패드(3) 상에 마련되며, 재배선층(2)에 전기적으로 연결된다. 물론, 언더범프금속층(61)도 구비될 수 있으며, 이 경우, 언더범프금속층(61) 상에 Cu 포스트(63)가 구비된다. The Cu post 63 is a conductive pillar having a certain height provided when a certain height is required for the gas sensor package, and may form a gap sufficient to allow the sensing layer 5 to be sufficiently exposed to gas. The Cu post 63 is provided to be exposed on the passivation layer 4, that is, the fourth passivation layer 44, which is the uppermost passivation layer 4, but is provided on the electrode pad 3, and is provided on the redistribution layer 2 It is electrically connected. Of course, the under bump metal layer 61 may also be provided, and in this case, a Cu post 63 is provided on the under bump metal layer 61.

이때, Cu 포스트(63)를 포함하는 경우, 접속 전극(6)은 Cu 포스트(63) 상에 마련되되 Cu 포스트 (63)에 전기적으로 연결되는 솔더 캡(64)을 더 포함할 수 있다. 이때, 솔더 캡(64)은 녹는점이 비교적 낮은 솔더 재질로서, Ag, Pb, Sn 등의 솔더 재질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, when the Cu post 63 is included, the connection electrode 6 may further include a solder cap 64 provided on the Cu post 63 and electrically connected to the Cu post 63. In this case, the solder cap 64 is a solder material having a relatively low melting point, and may include a solder material such as Ag, Pb, or Sn, but is not limited thereto.

이하, 본 발명의 제2 실시예 내지 제7 실시예에 따른 가스 센서 패키지에 대하여 설명하도록 한다. 다만, 본 발명의 제2 실시예 내지 제7 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 센서 패키지와 몇 가지 차이점 외에는 그 구성이 동일하다. 따라서, 이하에서는 이러한 차이점에 대해서만 설명하도록 한다.Hereinafter, a gas sensor package according to the second to seventh embodiments of the present invention will be described. However, the gas sensor package according to the second to seventh embodiments of the present invention has the same configuration as the gas sensor package according to the first embodiment except for some differences. Therefore, hereinafter, only these differences will be described.

도 4는 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 단면도를 나타낸다.4 is a cross-sectional view of a gas sensor package according to a second embodiment of the present invention mounted on a printed circuit board (PCB).

본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 웨이퍼 레벨 패키지 공정을 이용한 가스 센서 패키지로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 재배선층(2) 및 패시베이션층(4) 외에는 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 구성과 동일하다.The gas sensor package according to the second embodiment of the present invention is a gas sensor package using a wafer level package process, and as shown in FIG. 4, except for the redistribution layer 2 and the passivation layer 4, the second embodiment of the present invention. It is the same as the configuration of the gas sensor package according to the first embodiment.

패시베이션층(4)은 제5 패시베이션층(45)을 더 포함한다. The passivation layer 4 further includes a fifth passivation layer 45.

제5 패시베이션층(45)은 최상위 패시베이션층(4)으로서, 제4 패시베이션층(44) 상에 적층된다. 특히, 제5 패시베이션층(45)은 홈을 구비하여, 제4 패시베이션층(44)의 홈, 또는 제3 패시베이션층(43) 및 제4 패시베이션층(44)의 홈과 함께 단차부(40)를 형성한다. 이때, 제5 패시베이션층(45)의 홈은 제4 패시베이션층(44)의 홈과 너비가 더 크거나 같게 형성될 수 있다. The fifth passivation layer 45 is the uppermost passivation layer 4 and is stacked on the fourth passivation layer 44. In particular, the fifth passivation layer 45 has a groove, and the step 40 along with the groove of the fourth passivation layer 44 or the groove of the third passivation layer 43 and the fourth passivation layer 44 To form. In this case, the groove of the fifth passivation layer 45 may be formed to have a greater or equal width to the groove of the fourth passivation layer 44.

재배선층(2)은 제1 재배선층(21) 및 제2 재배선층(22)을 포함한다. The redistribution layer 2 includes a first redistribution layer 21 and a second redistribution layer 22.

제1 재배선층(21)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 센서 패키지에 포함된 재배선층(2)과 동일한 것으로서, 제2 패시베이션층(42) 내지 제3 배시베이션층(43)의 내부에 마련될 수 있다.The first redistribution layer 21 is the same as the redistribution layer 2 included in the gas sensor package according to the first exemplary embodiment of the present invention, and the inside of the second passivation layer 42 to the third bashing layer 43 Can be provided in

제2 재배선층(22)은 제5 패시베이션층(45)이 추가됨에 따라 추가되는 재배선층(2)으로서, 전극 패드(3) 또는 제1 재배선층(21)과 접속 전극(6)의 사이를 전기적으로 연결한다. 이때, 제2 재배선층(22)은 제4 패시베이션층(44) 및 제5 패시베이션층(45)의 내부에 마련될 수 있다. The second redistribution layer 22 is a redistribution layer 2 added as the fifth passivation layer 45 is added, and provides a gap between the electrode pad 3 or the first redistribution layer 21 and the connection electrode 6. Connect electrically. In this case, the second redistribution layer 22 may be provided inside the fourth passivation layer 44 and the fifth passivation layer 45.

한편, 전극 패드(3)는 제1 재배선층(21)과 제2 재배선층(22)의 사이에 마련되어 이들을 전기적으로 연결할 수 있으나, 이들 사이에 전극 패드(3) 없이 제1 재배선층(21)과 제2 재배선층(22)가 직접 연결될 수도 있다. 또한, 전극 패드(3)는 제2 재배선층(22)과 접속 전극(6)의 사이에 마련되어 이들을 전기적으로 연결할 수도 있다.On the other hand, the electrode pad 3 is provided between the first redistribution layer 21 and the second redistribution layer 22 to electrically connect them, but the first redistribution layer 21 without the electrode pad 3 between them And the second redistribution layer 22 may be directly connected. Further, the electrode pad 3 may be provided between the second rewiring layer 22 and the connection electrode 6 to electrically connect them.

즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 제5 패시베이션층(45)을 구비함에 따라 감지층(5)을 둘러싸는 단차부(40) 주변의 패시베이션층(4) 영역을 더 두껍게 할 수 있으므로, 감지층(5)의 보호 기능을 더 강화할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 제2 재배선층(22)의 배치를 조절함으로써 접속 전극(6)의 위치를 조절할 수도 있다.That is, the gas sensor package according to the second embodiment of the present invention has the fifth passivation layer 45, so that the area of the passivation layer 4 around the step portion 40 surrounding the sensing layer 5 is thicker. Therefore, the protection function of the sensing layer 5 can be further strengthened. Further, in the gas sensor package according to the second embodiment of the present invention, the position of the connection electrode 6 may be adjusted by adjusting the arrangement of the second redistribution layer 22.

도 5는 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 단면도를 나타낸다.5 is a cross-sectional view of a gas sensor package according to a third embodiment of the present invention mounted on a printed circuit board (PCB).

본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 웨이퍼 레벨 패키지 공정을 이용한 가스 센서 패키지로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 관통 전극(7) 및 범프 금속층(8)의 구성이 추가되는 것 외에는 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 구성과 동일하다. 즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 센서 패키지는, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수 개의 가스 센서 패키지가 서로 적층 가능하도록 마련된 가스 센서 패키지이다.The gas sensor package according to the third embodiment of the present invention is a gas sensor package using a wafer level package process, except that the configurations of the through electrode 7 and the bump metal layer 8 are added as shown in FIG. 5. It is the same as the configuration of the gas sensor package according to the first embodiment of the present invention described above. That is, the gas sensor package according to the third embodiment of the present invention is a gas sensor package provided so that a plurality of gas sensor packages can be stacked on each other, as shown in FIG. 8.

관통 전극(7)은 반도체 기판(1)을 관통하는 전극으로서, 재배선층(2)에 전기적으로 연결된다.The through electrode 7 is an electrode penetrating the semiconductor substrate 1 and is electrically connected to the redistribution layer 2.

범프 금속층(8)은 자신이 속한 가스 센서 패키지에 타 가스 센서 패키지가 적층될 때에 타 가스 센서 패키지의 범프(62) 접속 신뢰성을 향상시키기 위한 구성으로서, 언더범프금속층(61)과 동일한 역할을 한다. 이때, 범프 금속층(8)은 반도체 기판(1)의 하부에 노출되도록 마련되며, 관통 전극(7)과 전기적으로 연결된다. 즉, 범프 금속층(8)은 타 가스 센서 패키지의 범프(62)의 접착이 원활하도록 웨팅층(wetting layer)을 제공하면서 동시에 해당 범프(62)의 침투를 방지한다.The bump metal layer 8 is a configuration for improving the connection reliability of the bump 62 of the other gas sensor package when another gas sensor package is stacked on the gas sensor package to which it belongs, and plays the same role as the under bump metal layer 61. . In this case, the bump metal layer 8 is provided to be exposed under the semiconductor substrate 1 and is electrically connected to the through electrode 7. That is, the bump metal layer 8 provides a wetting layer to facilitate adhesion of the bumps 62 of other gas sensor packages and prevents penetration of the bumps 62 at the same time.

범프 금속층(8)은 공지의 금속을 이용하여 메탈화(Metallization) 방법으로 형성될 수 있으며, 다양한 형태의 구성이 가능하다. 예를 들어, 범프 금속층(8)은 Cu, Cu/Ni, Cu/Ni/Au, Cr/Cr-Cu/Cu, TiW/Cu, Al/NiV/Cu 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The bump metal layer 8 may be formed by a metallization method using a known metal, and various types of configurations are possible. For example, the bump metal layer 8 may be formed of Cu, Cu/Ni, Cu/Ni/Au, Cr/Cr-Cu/Cu, TiW/Cu, Al/NiV/Cu, etc., but is not limited thereto. .

한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 상술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 추가 구성도 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the gas sensor package according to the third embodiment of the present invention may further include an additional configuration of the gas sensor package according to the second embodiment of the present invention.

도 6은 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 단면도를 나타낸다.6 is a cross-sectional view of a gas sensor package according to a fourth embodiment of the present invention mounted on a printed circuit board (PCB).

본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 웨이퍼 레벨 패키지 공정을 이용한 가스 센서 패키지로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 접촉 전극(6)이 Cu 포스트(63)와 솔더 캡(64)을 포함하는 것 외에는 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 구성과 동일하다.The gas sensor package according to the fourth embodiment of the present invention is a gas sensor package using a wafer level package process, and as shown in FIG. 6, the contact electrode 6 comprises a Cu post 63 and a solder cap 64. Except for including, the configuration of the gas sensor package according to the first embodiment of the present invention is the same.

Cu 포스트 (63)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 센서 패키지에서 이미 설명하였으므로, 이하 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.Since the Cu post 63 has already been described in the gas sensor package according to the first embodiment of the present invention, a description thereof will be omitted below.

한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 상술한 본 발명의 제2 실시예 또는 제3 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 추가 구성도 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the gas sensor package according to the fourth embodiment of the present invention may further include an additional configuration of the gas sensor package according to the second or third embodiment of the present invention.

도 7은 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 단면도를 나타낸다.7 is a cross-sectional view of a gas sensor package according to a fifth embodiment of the present invention mounted on a printed circuit board (PCB).

본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 웨이퍼 레벨 패키지 공정을 이용한 가스 센서 패키지로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 서로 나란하게 배열된 복수의 가스 센서 구조체를 포함하는 것 외에는 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 구성과 동일하다.The gas sensor package according to the fifth embodiment of the present invention is a gas sensor package using a wafer level package process, as shown in FIG. 7, except for including a plurality of gas sensor structures arranged side by side with each other. It is the same as the configuration of the gas sensor package according to the first embodiment of the invention.

즉, 각 가스 센서 구조체는 재배선층(2), 금속 패드(3), 패시베이션층(4), 감지층(5) 및 접속 전극(6)을 각각 포함하되 서로 다른 종류의 가스를 감지하기 위해 서로 다른 감지층(5)을 포함한다. That is, each gas sensor structure includes a redistribution layer 2, a metal pad 3, a passivation layer 4, a sensing layer 5, and a connection electrode 6, respectively, but to detect different types of gases. Another sensing layer 5 is included.

예를 들어, 제1 가스 센서 구조체는 재배선층(2HA), 금속 패드(3HA), 패시베이션층(4HA), 감지층(5HA) 및 접속 전극(6HA)을 포함한다. 또한, 제2 가스 센서 구조체는 재배선층(2HB), 금속 패드(3HB), 패시베이션층(4HB), 감지층(5HB) 및 접속 전극(6HB)을 포함한다. 이때, 제1 가스 센서 구조체와 제2 가스 센서 구조체는 서로 나란하게 배열되며, 제1 가스 센서 구조체의 감지층(5HA)과, 제2 가스 센서 구조체의 감지층(5HB)은 서로 다른 종류의 가스에 반응하는 물질로 이루어질 수 있다For example, the first gas sensor structure includes a redistribution layer (2 HA ), a metal pad (3 HA ), a passivation layer (4 HA ), a sensing layer (5 HA ), and a connection electrode (6 HA ). In addition, the second gas sensor structure includes a redistribution layer 2 HB , a metal pad 3 HB , a passivation layer 4 HB , a sensing layer 5 HB , and a connection electrode 6 HB . At this time, the first gas sensor structure and the second gas sensor structure are arranged side by side, and the detection layer 5 HA of the first gas sensor structure and the detection layer 5 HB of the second gas sensor structure are of different types. Can be made of a substance that reacts to the gas of

특히, 각 가스 센서 구조체는 반도체 기판(1)을 서로 공통으로 사용한다. 물론, 각 가스 센서 구조체는 패시베이션층(4)도 서로 공통으로 사용한다. 다만, 각 가스 센서 구조체의 패시베이션층(4)은 서로 별도의 단차부(40)를 각각 포함한다.In particular, each gas sensor structure uses the semiconductor substrate 1 in common with each other. Of course, each gas sensor structure also uses the passivation layer 4 in common. However, the passivation layer 4 of each gas sensor structure includes separate step portions 40 from each other.

한편, 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 상술한 본 발명의 제2 실시예 내지 제4 실시예 중 어느 하나의 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 추가 구성도 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the gas sensor package according to the fifth embodiment of the present invention may further include an additional configuration of the gas sensor package according to any one of the second to fourth embodiments of the present invention.

본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 복수의 가스 센서 구조체를 포함함에 따라 복수의 가스에 대한 센싱이 가능한 이점이 있다.Since the gas sensor package according to the fifth embodiment of the present invention includes a plurality of gas sensor structures, it is possible to sense a plurality of gases.

도 8은 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 본 발명의 제6 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 단면도를 나타낸다.8 is a cross-sectional view of a gas sensor package according to a sixth embodiment of the present invention mounted on a printed circuit board (PCB).

본 발명의 제6 실시예에 따른 가스 센서 패키지는, 도 8에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 레벨 패키지 공정을 이용한 가스 센서 패키지가 서로 적층되게 마련되는 것 외에는 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 구성과 동일하다.In the gas sensor package according to the sixth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, except that gas sensor packages using a wafer level package process are stacked on each other, the gas sensor package according to the first embodiment of the present invention It is the same as the configuration of the gas sensor package.

즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 센서 패키지 하나가 가스 센서 패키지를 이루며, 이러한 가스 센서 패키지가 복수 개 적층됨으로써 본 발명의 제6 실시예에 따른 가스 센서 패키지를 이룬다. That is, one gas sensor package according to the first embodiment of the present invention constitutes a gas sensor package, and a plurality of such gas sensor packages are stacked to form a gas sensor package according to the sixth embodiment of the present invention.

각 가스 센서 패키지는 반도체 기판(1), 재배선층(2), 금속 패드(3), 패시베이션층(4), 감지층(5) 및 접속 전극(6)을 각각 포함하되 서로 다른 종류의 가스를 감지하기 위해 서로 다른 감지층(5)을 포함할 수 있다Each gas sensor package includes a semiconductor substrate (1), a redistribution layer (2), a metal pad (3), a passivation layer (4), a sensing layer (5), and a connection electrode (6), each of which contains different types of gases. It may include different sensing layers 5 to detect

예를 들어, 제1 가스 패키지는 반도체 기판(1VA), 재배선층(2VA), 전극 패드(3VA), 패시베이션층(4VA), 감지층(5VA) 및 접속 전극(6VA)을 각각 포함한다. 또한, 제2 가스 패키지는 반도체 기판(1VB), 재배선층(2VB), 전극 패드(3VB), 패시베이션층(4VB), 감지층(5VB) 및 접속 전극(6VB)을 각각 포함한다. 이때, 제2 가스 센서 패키지의 상부에 제1 가스 센서 패키지가 배치되며, 제1 가스 센서 패키지의 감지층(5VA)과, 제2 가스 센서 패키지의 감지층(5VB)은 서로 다른 종류의 가스에 반응하는 물질로 이루어질 수 있다For example, the first gas package includes a semiconductor substrate (1 VA ), a redistribution layer (2 VA ), an electrode pad (3 VA ), a passivation layer (4 VA ), a sensing layer (5 VA ), and a connection electrode (6 VA ). Each includes. In addition, the second gas package includes a semiconductor substrate (1 VB ), a redistribution layer (2 VB ), an electrode pad (3 VB ), a passivation layer (4 VB ), a sensing layer (5 VB ), and a connection electrode (6 VB ). Include. At this time, the first gas sensor package is disposed on the second gas sensor package, and the sensing layer 5 VA of the first gas sensor package and the sensing layer 5 VB of the second gas sensor package are of different types. May be made of a substance that reacts to gas

특히, 최상부 및 중간(3개 이상의 가스 센서 패키지가 적층될 경우, 최하부 및 최상부를 제외한 나머지를 지칭함)에 배치되는 제1 가스 센서 패키지는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 센서 패키지로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 최상부 및 중간에 배치되는 제 가스 센서 패키지는 관통 전극(7VA) 및 범프 금속층(8VA)을 더 포함한다. In particular, the first gas sensor package disposed at the top and the middle (when three or more gas sensor packages are stacked, referring to the rest except the bottom and the top) is made of the gas sensor package according to the third embodiment of the present invention. desirable. That is, the gas sensor package disposed at the top and the middle further includes a through electrode 7 VA and a bump metal layer 8 VA .

이때, 제1 가스 센서 패키지의 관통 전극(7VA)은 제1 가스 센서 패키지의 재배선층(2VA)에 전기적으로 연결된다. 또한, 제1 가스 센서 패키지의 관통 전극(7VA)은 제1 가스 센서 구조체의 범프 금속층(8VA)을 통해 제2 가스 센서 구조체의 접속 전극(6VB)에 전기적으로 연결된다.In this case, the through electrode 7 VA of the first gas sensor package is electrically connected to the redistribution layer 2 VA of the first gas sensor package. In addition, the through electrode 7 VA of the first gas sensor package is electrically connected to the connection electrode 6 VB of the second gas sensor structure through the bump metal layer 8 VA of the first gas sensor structure.

한편, 최상부 및 중간에 배치되는 제1 가스 센서 패키지는 상술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 추가 구성도 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the first gas sensor package disposed at the top and the middle may further include an additional configuration of the gas sensor package according to the second embodiment of the present invention.

또한, 최하부에 배치되는 제2 가스 센서 패키지는 관통 전극(7VB) 및 범프 금속층(8VB)을 포함할 수 있으나, 이들 구성 없이 본 발명의 제1 실시예 내지 제4 실시예 중 어느 하나의 실시예에 따른 가스 센서 패키지로 이루어질 수도 있다.In addition, the second gas sensor package disposed on the lowermost portion may include a through electrode (7 VB ) and a bump metal layer (8 VB ), but without these configurations, any one of the first to fourth embodiments of the present invention It may be formed of a gas sensor package according to an embodiment.

본 발명의 제6 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 복수의 가스 센서 패키지를 포함함에 따라 복수의 가스에 대한 센싱이 가능한 이점이 있다.The gas sensor package according to the sixth exemplary embodiment of the present invention includes a plurality of gas sensor packages, so that a plurality of gases can be sensed.

도 9는 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 본 발명의 제7 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 단면도를 나타낸다.9 is a cross-sectional view of a gas sensor package according to a seventh embodiment of the present invention mounted on a printed circuit board (PCB).

본 발명의 제7 실시예에 따른 가스 센서 패키지는 웨이퍼 레벨 패키지 공정을 이용한 가스 센서 패키지가 서로 적층되게 마련되는 것으로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 접촉 전극(6)이 Cu 포스트(63)를 포함하는 것 외에는 상술한 본 발명의 제6 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 구성과 동일하다.In the gas sensor package according to the seventh embodiment of the present invention, gas sensor packages using a wafer level package process are stacked on each other, and as shown in FIG. 9, the contact electrode 6 comprises a Cu post 63. Except for including, the configuration of the gas sensor package according to the sixth embodiment of the present invention is the same.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지에 대해서 설명하도록 한다.Next, a gas sensor wafer level package according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지는, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예 내지 제5 실시예 중 어느 한 실시예에 따른 가스 센서 패키지에서 반도체 기판(1)을 반도체 웨이퍼(10)로 대체한 것 외에는 동일하다. 즉, 본 발명의 제1 실시예 내지 제5 실시예에 따른 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지 각각은 본 발명의 제1 실시예 내지 제5 실시예에 따른 가스 센서 패키지와 각각 대응하되 반도체 기판(1)만이 반도체 웨이퍼(10)로 대체된다.In the gas sensor wafer level package according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 13, in the gas sensor package according to any one of the first to fifth embodiments of the present invention, the semiconductor substrate 1 It is the same except that) is replaced by the semiconductor wafer 10. That is, each of the gas sensor wafer level packages according to the first to fifth embodiments of the present invention corresponds to the gas sensor package according to the first to fifth embodiments of the present invention, but only the semiconductor substrate 1 It is replaced by a semiconductor wafer 10.

한편, 반도체 웨이퍼(10)는 절삭되지 않는 다수의 가스 센서 패키지를 포함한다. 즉, 반도체 웨이퍼(10)는 각 가스 센서 패키지들 사이의 절단 영역(점선으로 표시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼(10)는 n형 또는 p형으로 도핑될 수 있으며, 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the semiconductor wafer 10 includes a plurality of gas sensor packages that are not cut. That is, the semiconductor wafer 10 may include cut regions (indicated by dotted lines) between the gas sensor packages. For example, the semiconductor wafer 10 may be doped with n-type or p-type, and may be made of single crystal silicon or polycrystalline silicon, but is not limited thereto.

가스 센서 패키지에서 반도체 기판(1)을 제외한 나머지 구성인 재배선층(2), 전극 패드(3), 패시베이션층(4), 감지층(5), 접속 전극(6), 관통 전극(7) 및 범프 금속층(8)은 본 발명의 제1 실시예 내지 제5 실시예에 따른 가스 센서 패키지에서 상술한 바와 동일하므로, 이하 이들에 대한 설명은 생략하도록 한다.In the gas sensor package, the rewiring layer 2, electrode pad 3, passivation layer 4, sensing layer 5, connection electrode 6, through electrode 7 and the rest of the configurations excluding the semiconductor substrate 1 Since the bump metal layer 8 is the same as described above in the gas sensor package according to the first to fifth embodiments of the present invention, a description thereof will be omitted below.

다음으로, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 제조 방법에 대해서 설명하도록 한다.Next, a method of manufacturing a gas sensor package according to various embodiments of the present disclosure will be described.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지 제조 방법의 공정 순서도를 나타낸다. 또한, 도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지 제조 방법의 S10 내지 S40를 각각 나타낸다. 도 11 내지 도 14에서 점선은 절단 영역, 즉 각 가스 센서 패키지의 사이 영역을 나타낸다.10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention. In addition, FIGS. 11 to 14 show S10 to S40 of a method for manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention. In FIGS. 11 to 14, a dotted line indicates a cut area, that is, an area between each gas sensor package.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 제조 방법은 가스 센서 웨이퍼 패키지를 형성한 후 가스 센서 웨이퍼 패키지에 포함된 다수의 가스 센서 패키지를 절단함으로써 각 가스 센서 패키지를 제조하는 공정을 포함한다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 제조 방법은, 도 10에 도시된 바와 같이, S10 내지 S40을 포함한다.A method of manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention includes a process of manufacturing each gas sensor package by cutting a plurality of gas sensor packages included in the gas sensor wafer package after forming the gas sensor wafer package. To this end, a method of manufacturing a gas sensor package according to an embodiment of the present invention includes S10 to S40, as shown in FIG. 10.

S10은 준비 단계로서, 도 11에 도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼(10)를 준비한다.S10 is a preparation step, as shown in FIG. 11, to prepare the semiconductor wafer 10.

S20은 기본 구조를 형성하는 단계로서, 도 12에 도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼(10) 상에 기본 구조인 재배선층(2), 전극 패드(3), 패시베이션층(4) 및 접속 전극(6)을 각각 형성한다. 이때, 재배선층(2), 전극 패드(3), 패시베이션층(4) 및 접속 전극(6)의 순서로 각각을 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.S20 is a step of forming a basic structure, and as shown in FIG. 12, a rewiring layer 2, an electrode pad 3, a passivation layer 4, and a connection electrode 6 which are basic structures on the semiconductor wafer 10 ) To form each. In this case, each of the redistribution layer 2, the electrode pad 3, the passivation layer 4, and the connection electrode 6 may be formed in this order, but is not limited thereto.

S30은 감지층(5) 형성 단계로서, 도 13에 도시된 바와 같이, 재배선층(2)에 전기적으로 연결되고 패시베이션층(4) 상에 노출되도록 마련되는 감지층(5)을 형성한다. S30 is a step of forming the sensing layer 5, as shown in FIG. 13, to form a sensing layer 5 provided to be electrically connected to the redistribution layer 2 and exposed on the passivation layer 4.

S20 이후에 S30를 수행하므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 제조 방법은 S20 중에 발생할 수 있는 감지층(5)의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다. 이와 같이 S20 이후에 S30를 수행할 수 있는 것은 패시베이션층(4)의 단차부(40) 내에 의해 감지층(5)이 구비되는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 구조적인 특징에 따른 이점이다.Since S30 is performed after S20, the manufacturing method of the gas sensor package according to an embodiment of the present invention has an advantage of preventing damage to the sensing layer 5 that may occur during S20. As such, it is possible to perform S30 after S20 according to the structural characteristics of the gas sensor package according to an embodiment of the present invention in which the sensing layer 5 is provided within the step 40 of the passivation layer 4. This is an advantage.

S40은 절단 단계로서, 도 14에 도시된 바와 같이, 절단 영역을 따라 각 가스 센서 패키지를 절단한다. 이때, 절단된 각 가스 센서 패키지는 반도체 기판(1), 재배선층(2), 전극 패드(3), 패시베이션층(4), 감지층(5) 및 접속 전극(6)을 각각 포함한다.S40 is a cutting step, and as shown in FIG. 14, each gas sensor package is cut along the cut area. At this time, each of the cut gas sensor packages includes a semiconductor substrate 1, a redistribution layer 2, an electrode pad 3, a passivation layer 4, a sensing layer 5, and a connection electrode 6, respectively.

S10 내지 S40을 수행하는 경우, 상술한 본 발명의 제1 실시예 내지 제4 실시예에 따른 가스 센서 패키지를 제조할 수 있다. 이때, 반도체 기판(1), 재배선층(2), 전극 패드(3), 패시베이션층(4) 및 접속 전극(6)의 구성은 가스 센서 패키지 및 가스 센서 웨이퍼 패키지에서 상술한 바와 같으므로, 이하 이들에 대한 설명은 생략하도록 한다.When performing S10 to S40, the gas sensor package according to the first to fourth embodiments of the present invention described above may be manufactured. At this time, the configurations of the semiconductor substrate 1, the redistribution layer 2, the electrode pad 3, the passivation layer 4, and the connection electrode 6 are as described above in the gas sensor package and the gas sensor wafer package. Description of these will be omitted.

다만, 감지층(5)의 보호 기능 강화를 위해, S20은 단차 형상의 단차부(40)를 구비한 패시베이션층(4)을 형성하는 단계를 포함할 수 있으며, S30은 단차부(40) 내에 감지층(5)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, S20은 접속 전극(6)들 사이에 단차부(40)를 형성하되 단차부(40) 외의 단차부(40) 주변 패시베이션층(4) 영역 상에 각 접속 전극(6)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.However, in order to strengthen the protection function of the sensing layer 5, S20 may include forming a passivation layer 4 having a stepped portion 40 having a stepped shape, and S30 is within the stepped portion 40. It may include the step of forming the sensing layer (5). In this case, S20 is a step of forming a step 40 between the connection electrodes 6, but forming each connection electrode 6 on the passivation layer 4 region around the step 40 other than the step 40 It may include.

한편, 상술한 본 발명의 제5 실시예에 따른 가스 센서 패키지를 제조하려는 경우, S30은 각 가스 센서 패키지의 영역 내에서 서로 다른 복수의 감지층(5)을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, S40은 서로 나란하게 배열되고 서로 다른 감지층(5)을 구비하되 공통의 반도체 기판(1)을 사용하는 복수의 가스 센서 구조체가 각 가스 센서 패키지에 포함되도록 각 가스 센서 패키지를 절단하는 단계를 포함한다. 이때, 각 가스 센서 구조체는 공통의 반도체 기판(1), 재배선층(2), 전극 패드(3), 패시베이션층(4), 감지층(5) 및 접속 전극(6)을 각각 포함한다.On the other hand, in the case of manufacturing the gas sensor package according to the fifth embodiment of the present invention, S30 includes forming a plurality of different sensing layers 5 in regions of each gas sensor package. In addition, S40 is a step of cutting each gas sensor package such that a plurality of gas sensor structures that are arranged in parallel with each other and have different sensing layers 5 but use a common semiconductor substrate 1 are included in each gas sensor package. Includes. At this time, each gas sensor structure includes a common semiconductor substrate 1, a redistribution layer 2, an electrode pad 3, a passivation layer 4, a sensing layer 5, and a connection electrode 6, respectively.

또한, POP(Package on Package) 형태의 패키지, 즉 상술한 본 발명의 제6 실시예 또는 제7 실시예에 따른 가스 센서 패키지를 제조하려는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 센서 패키지의 제조 방법은 S40 이후에 수행되는 적층 단계를 더 포함한다.In addition, in the case of manufacturing a package in a POP (Package on Package) type, that is, a gas sensor package according to the sixth or seventh exemplary embodiment of the present invention, manufacturing a gas sensor package according to an exemplary embodiment of the present invention. The method further includes a lamination step performed after S40.

즉, 적층 단계는 S40에 의해 절단된 복수의 가스 센서 패키지를 서로 적층시키는 단계이다. 이때, 적층된 각 가스 센서 패키지는 서로 다른 감지층(5)을 포함하는 것이 바람직하다That is, the laminating step is a step of laminating a plurality of gas sensor packages cut by S40 to each other. At this time, it is preferable that each stacked gas sensor package includes a different sensing layer 5.

특히, 적층 단계에 따른 각 가스 패키지의 적층을 위해, 최상부 및 중간에 배치되는 가스 센서 패키지는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 센서 패키지로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, S20는 최상부 및 중간에 배치되는 가스 센서 패키지에 대해서 관통 전극(7VA) 및 범프 금속층(8VA)을 더 형성하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 적층 단계는 제2 가스 센서 패키지의 상부에 마련된 제1 가스 센서 패키지의 관통 전극(7VA)을 제1 가스 센서 구조체의 범프 금속층(8VA)을 통해 제2 가스 센서 구조체의 제2 접속 전극(6VB)에 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함한다.In particular, in order to stack each gas package according to the stacking step, it is preferable that the gas sensor package disposed at the top and the middle is formed of the gas sensor package according to the third embodiment of the present invention. That is, S20 includes a step of further forming a through electrode 7 VA and a bump metal layer 8 VA for the gas sensor package disposed at the top and the middle. Accordingly, in the laminating step, the through electrode 7 VA of the first gas sensor package provided on the second gas sensor package is passed through the bump metal layer 8 VA of the second gas sensor structure. Further comprising the step of electrically connecting to the connection electrode (6 VB ).

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and should be determined by the scope of the claims to be described later and those equivalent to the scope of the claims.

1: 반도체 기판 2, 21, 22: 재배선층
3: 전극 패드 4, 41, 42, 43, 44, 45: 패시베이션층
5: 감지층 6: 접속 전극
7: 관통 전극 8: 범프 금속층
10: 반도체 웨이퍼 40: 단차부
61: 언더범프금속층 62: 범프
63: Cu 포스트 64: 솔더 캡
1: semiconductor substrate 2, 21, 22: redistribution layer
3: electrode pads 4, 41, 42, 43, 44, 45: passivation layer
5: sensing layer 6: connection electrode
7: through electrode 8: bump metal layer
10: semiconductor wafer 40: step portion
61: under bump metal layer 62: bump
63: Cu post 64: solder cap

Claims (14)

가스 센서 패키지로서,
반도체 기판;
반도체 기판 상에 마련되며, 감지층에 전기적으로 연결되어 가스 감지 신호를 전달하는 재배선층;
재배선층을 덮도록 마련되며, 단차 형상으로 형성된 단차부를 구비한 패시베이션층;
패시베이션층 상에 노출되도록 마련되어 가스를 감지하되, 단차부 내에 마련되는 감지층; 및
재배선층에 전기적으로 연결되며, 외부 단자와 연결 가능하도록 패시베이션층 상에 노출되도록 마련되어 인쇄회로기판(PCB)에 연결 가능한 복수의 접속 전극;을 포함하며,
상기 단차부는 접속 전극들 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 센서 패키지.
As a gas sensor package,
A semiconductor substrate;
A redistribution layer provided on the semiconductor substrate and electrically connected to the sensing layer to transmit a gas sensing signal;
A passivation layer provided to cover the redistribution layer and having a stepped portion formed in a stepped shape;
A sensing layer provided to be exposed on the passivation layer to detect gas, but provided in the stepped portion; And
And a plurality of connection electrodes electrically connected to the redistribution layer and exposed on the passivation layer so as to be connected to external terminals and connectable to a printed circuit board (PCB), and
The gas sensor package, characterized in that the step portion is provided between the connection electrodes.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 접속 전극은,
재배선층에 전기적으로 연결되며, 패시베이션층 상에 노출된 언더범프금속층; 및
언더범프금속층에 전기적으로 연결되며, 언더범프금속층 상에 마련된 범프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 패키지.
The method of claim 1,
The connection electrode,
An under bump metal layer electrically connected to the redistribution layer and exposed on the passivation layer; And
A gas sensor package comprising: a bump electrically connected to the under bump metal layer and provided on the under bump metal layer.
제1항에 있어서,
상기 접속 전극은,
재배선층에 전기적으로 연결되며, 패시베이션층 상에 노출되되 일정 높이를 가지는 Cu 포스트; 및
Cu 포스트와 전기적으로 연결되며 Cu 포스트 상에 구비된 솔더 캡;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 패키지.
The method of claim 1,
The connection electrode,
A Cu post electrically connected to the redistribution layer and exposed on the passivation layer and having a predetermined height; And
A gas sensor package comprising: a solder cap electrically connected to the Cu post and provided on the Cu post.
제1항에 있어서,
상기 반도체 기판, 상기 재배선층, 상기 패시베이션층, 상기 감지층 및 상기 접속 전극을 각각 구비하되 서로 다른 감지층을 구비하고 서로 적층되게 배열된 복수의 가스 센서 패키지를 포함하며,
제2 가스 센서 패키지의 상부에 적층된 제1 가스 센서 패키지는 자신의 반도체 기판을 관통하며, 자신의 재배선층 및 제2 가스 센서 구조체의 접속 전극에 전기적으로 연결되는 관통 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 패키지.
The method of claim 1,
Each of the semiconductor substrate, the redistribution layer, the passivation layer, the sensing layer, and the connection electrode, but having different sensing layers and including a plurality of gas sensor packages arranged to be stacked on each other,
The first gas sensor package stacked on the second gas sensor package further includes a through electrode penetrating its own semiconductor substrate and electrically connected to its own redistribution layer and a connection electrode of the second gas sensor structure. Gas sensor package.
제1항에 있어서,
상기 재배선층, 상기 패시베이션층, 상기 감지층 및 상기 접속 전극을 각각 구비하되 서로 다른 감지층을 구비하고 서로 나란하게 배열된 복수의 가스 센서 구조체를 포함하며,
각 가스 센서 구조체는 서로 공통으로 사용하는 상기 반도체 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 패키지.
The method of claim 1,
Each of the redistribution layer, the passivation layer, the sensing layer, and the connection electrode includes a plurality of gas sensor structures having different sensing layers and arranged in parallel with each other,
Each gas sensor structure includes the semiconductor substrate that is used in common with each other.
반도체 웨이퍼;
반도체 웨이퍼 상에 마련되며, 감지층에 전기적으로 연결되어 가스 감지 신호를 전달하는 재배선층;
재배선층을 덮도록 마련되며, 단차 형상으로 형성된 단차부를 구비한 패시베이션층;
패시베이션층 상에 노출되도록 마련되어 가스를 감지하되, 단차부 내에 마련되는 감지층; 및
재배선층에 전기적으로 연결되며, 외부 단자와 연결 가능하도록 패시베이션층 상에 노출되도록 마련되어 인쇄회로기판(PCB)에 연결 가능한 복수의 접속 전극;을 포함하며,
상기 단차부는 접속 전극들 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 센서 웨이퍼 레벨 패키지.
Semiconductor wafers;
A redistribution layer provided on the semiconductor wafer and electrically connected to the sensing layer to transmit a gas sensing signal;
A passivation layer provided to cover the redistribution layer and having a stepped portion formed in a stepped shape;
A sensing layer provided to be exposed on the passivation layer to detect gas, but provided in the stepped portion; And
And a plurality of connection electrodes electrically connected to the redistribution layer and exposed on the passivation layer so as to be connected to external terminals and connectable to a printed circuit board (PCB), and
The gas sensor wafer level package, wherein the step portion is provided between the connection electrodes.
(a) 반도체 웨이퍼를 준비하는 단계;
(b) 반도체 웨이퍼 상에 마련되어 가스 감지 신호를 전달하는 재배선층과, 재배선층을 덮도록 마련되며 단차 형상으로 형성된 단차부를 구비한 패시베이션층과, 재배선층에 전기적으로 연결되며 외부 단자와 연결 가능하도록 패시베이션층 상에 노출되도록 마련되어 인쇄회로기판(PCB)에 연결 가능한 복수의 접속 전극을 각각 형성하는 단계;
(c) 재배선층에 전기적으로 연결되고 패시베이션층 상에 노출되도록 마련되는 가스를 감지하되, 단차부 내에 마련되는 감지층을 형성하는 단계; 및
(d) 반도체 기판, 재배선층, 패시베이션층, 감지층 및 접속 전극을 포함하는 각 가스 센서 패키지를 절단하는 단계;를 포함하며,
상기 단차부는 접속 전극들 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스 센서 패키지의 제조 방법.
(a) preparing a semiconductor wafer;
(b) A redistribution layer provided on a semiconductor wafer to transmit a gas detection signal, a passivation layer provided to cover the redistribution layer and having a stepped portion formed in a stepped shape, and electrically connected to the redistribution layer, so that connection with external terminals is possible. Forming a plurality of connection electrodes provided to be exposed on the passivation layer and connectable to a printed circuit board (PCB);
(c) sensing a gas electrically connected to the redistribution layer and provided to be exposed on the passivation layer, but forming a sensing layer provided in the step portion; And
(d) cutting each gas sensor package including a semiconductor substrate, a redistribution layer, a passivation layer, a sensing layer, and a connection electrode; includes,
The method of manufacturing a gas sensor package, wherein the step portion is provided between the connection electrodes.
삭제delete 삭제delete 제9항에 있어서,
(e) 서로 다른 감지층을 구비한 복수의 가스 센서 패키지를 서로 적층시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 패키지의 제조 방법.
The method of claim 9,
(e) a method of manufacturing a gas sensor package, further comprising stacking a plurality of gas sensor packages having different sensing layers on each other.
제12항에 있어서,
상기 (b) 단계는 반도체 기판을 관통하며 재배선층에 전기적으로 연결되는 관통 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 (e) 단계는 제2 가스 센서 패키지의 상부에 적층된 제1 가스 센서 패키지의 관통 전극을 제2 가스 센서 패키지의 접속 전극에 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 패키지의 제조 방법.
The method of claim 12,
The step (b) further includes forming a through electrode penetrating the semiconductor substrate and electrically connected to the redistribution layer,
The step (e) further comprises electrically connecting the through electrode of the first gas sensor package stacked on the second gas sensor package to the connection electrode of the second gas sensor package. Manufacturing method.
제9항에 있어서,
상기 (c) 단계는 각 가스 센서 패키지의 영역 내에서 서로 다른 복수의 감지층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 (d) 단계는 서로 나란하게 배열되고 서로 다른 감지층을 구비하되 공통의 반도체 기판을 사용하는 복수의 가스 센서 구조체가 각 가스 센서 패키지에 포함되도록 각 가스 센서 패키지를 절단하는 단계를 포함하며,
상기 각 가스 센서 구조체는 공통의 반도체 기반, 재배선층, 패시베이션층, 감지층 및 접속 전극을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서 패키지의 제조 방법.
The method of claim 9,
The step (c) includes forming a plurality of different sensing layers within the region of each gas sensor package,
The step (d) includes cutting each gas sensor package such that a plurality of gas sensor structures arranged in parallel with each other and having different sensing layers but using a common semiconductor substrate are included in each gas sensor package,
Each of the gas sensor structures includes a common semiconductor base, a redistribution layer, a passivation layer, a sensing layer, and a connection electrode.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015145812A (en) * 2014-02-03 2015-08-13 富士通株式会社 gas sensor and gas monitoring system
JP2017219441A (en) * 2016-06-08 2017-12-14 Nissha株式会社 Mems gas sensor, mems gas sensor mounting body, mems gas sensor package, mems gas sensor assembly, and manufacturing method of mems gas sensor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150046598A (en) * 2013-10-22 2015-04-30 엘지이노텍 주식회사 Package for gas sensor
KR102212845B1 (en) * 2014-03-25 2021-02-05 엘지이노텍 주식회사 Gas sensor package
KR102627436B1 (en) * 2016-09-19 2024-01-22 엘지이노텍 주식회사 Gas sensing module, gas sensing apparatus and method for manufacturing thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015145812A (en) * 2014-02-03 2015-08-13 富士通株式会社 gas sensor and gas monitoring system
JP2017219441A (en) * 2016-06-08 2017-12-14 Nissha株式会社 Mems gas sensor, mems gas sensor mounting body, mems gas sensor package, mems gas sensor assembly, and manufacturing method of mems gas sensor

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