TWI673834B - 電子封裝件及其製法 - Google Patents

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Abstract

一種電子封裝件及其製法，係將具有感測區之電子元件與導電結構埋設於絕緣體中，且令該感測區外露出該絕緣體，並以線路結構電性連接該電子元件與該導電結構，再將一板體之溝槽配置於該電子元件之感測區上。

Description

電子封裝件及其製法
本發明係有關一種電子封裝件，尤指一種具感測功能之電子封裝件及其製法。
生物晶片的定義係運用分子生物學、生物化學等原理，以玻璃或高分子為基材，結合微機電技術，設計並製作具有微小化、快速、平行處理能力的生物及醫療用檢測元件，故可在微小面積上進行大量生化檢測。
目前生物晶片上之微流道結構係可用以進行混合、傳輸或分離檢體等程序，故藉由微流道生物晶片之使用，可降低人為操作實驗誤差、降低耗能及檢體用量，並可節省人力及時間。
如第1圖所示，習知應用於生物晶片之感測封裝件1係先使用一高分子材料製作一具有溝槽150之蓋板15，再將該蓋板15藉由黏膠10貼合於一具有感測區A之生物晶片11上，以於該生物晶片11上形成流道，且該流道會流經該感測區A，之後於該生物晶片11上形成封裝體13以包覆該蓋板15，並於該封裝體13中形成有線路結構12以 電性連接該生物晶片11之電極墊110，並使該線路結構12外露於該封裝體13表面以結合銲球16。
然而，習知感測封裝件1中，該生物晶片11之表面除了結合該蓋板15外，且需預留空間以形成該封裝體13，致使該生物晶片11之感測區A之可使用面積大幅縮小，因而降低該生物晶片11之整體運作效率。
再者，由於先製作該溝槽150以便將該蓋板15設於該生物晶片11上，故該蓋板15之體積受限於該生物晶片11之尺寸大小限制，致使該流道能容納之生物檢體量有限，導致容易因生物檢體量不足而產生錯誤之檢測結果。
因此，如何克服上述習知技術的種種問題，實已成目前亟欲解決的課題。
鑒於上述習知技術之缺失，本發明提供一種電子封裝件，係包括：絕緣體，係具有相對之第一表面與第二表面；具有感測區之電子元件，係埋設於該絕緣體中，且令該感測區外露於該絕緣體之第一表面；導電結構，係埋設於該絕緣體中；線路結構，係形成於該絕緣體之第一表面上，且電性連接該電子元件與該導電結構；以及板體，係具有溝槽並配置於該感測區上。
本發明復提供一種電子封裝件之製法，係包括：提供一電子組件，其包含絕緣體、埋設於該絕緣體中之電子元件與導電結構、及形成於該絕緣體上且電性連接該電子元件與該導電結構之線路結構，其中，該電子元件係具有感 測區，以令該感測區外露於該絕緣體及線路結構；以及配置一具有溝槽之板體於該電子元件之感測區上。
前述之電子封裝件及其製法中，該導電結構係為柱體形式。
前述之電子封裝件及其製法中，該板體係具有複數連通該溝槽之開口。
前述之電子封裝件及其製法中，該板體係為玻璃。
前述之電子封裝件及其製法中，該溝槽之佈設位置係部分對應該感測區之位置。
前述之電子封裝件及其製法中，該板體係藉由支撐部設於該絕緣體上。例如，該支撐部係為抗腐蝕材質所形成者，或者，該支撐部係包含金屬層及形成於該金屬層上之金屬凸塊。
前述之電子封裝件及其製法中，復包括於該絕緣體上形成接合部，以接合該板體。
前述之電子封裝件及其製法中，復包括形成複數導電元件於該絕緣體上，且該些導電元件電性連接該導電結構。
由上可知，本發明之電子封裝件及其製法，主要藉由該電子元件於該感測區之一側無需預留空間形成絕緣體，故相較於習知技術，本發明之電子元件能依需求製作該感測區，以提高該電子元件之整體運作效率。
再者，本發明之製法係先製作包含有絕緣體、電子元件及線路結構之電子組件，再於該電子組件上設置該板體，故相較於習知技術，本發明之板體之體積不需配合該電子 元件之尺寸大小，因而可依需求設計該溝槽之空間規格，致使該溝槽能容納所需之生物檢體量，以避免因生物檢體量不足而產生錯誤之檢測結果之問題。
1‧‧‧感測封裝件
10‧‧‧黏膠
11‧‧‧生物晶片
110,210‧‧‧電極墊
12‧‧‧線路結構
13‧‧‧封裝體
15‧‧‧蓋板
150,250‧‧‧溝槽
16‧‧‧銲球
2‧‧‧電子封裝件
2a‧‧‧電子組件
21‧‧‧電子元件
21a‧‧‧感測面
21b‧‧‧非感測面
22‧‧‧導電結構
22a,22b‧‧‧端面
23‧‧‧絕緣體
23a‧‧‧第一表面
23b‧‧‧第二表面
24‧‧‧線路結構
24a‧‧‧接合部
25‧‧‧板體
251‧‧‧開口
26‧‧‧導電元件
35a,35b‧‧‧支撐部
350‧‧‧金屬層
351‧‧‧金屬凸塊
9‧‧‧承載件
A‧‧‧感測區
第1圖係為習知感測封裝件之剖面示意圖。
第2A至2G圖係為本發明之電子封裝件之製法之剖面示意圖。
第2F’圖係為第2F圖之上視示意圖。
第3圖係為本發明之電子封裝件之板體之其它實施例之剖面示意圖。
以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。
須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」、「第一」、「第二」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明 可實施之範疇。
第2A至2G圖係為本發明之電子封裝件2之製法剖視示意圖。
如第2A圖所示，將複數導電結構22與至少一電子元件21設於一承載件9上。
於本實施例中，該電子元件21係為感測晶片，例如，用以偵測生物液體特性變化、溫度差、壓力等的感測晶片。例如，該電子元件21係具有相對之感測面21a與非感測面21b，其中，該感測面21a具有複數電極墊210及用於偵測生物液體(如：血液)之感測區A，且該電子元件21以其感測面21a結合至該承載件9上。
再者，該導電結構22係例如為柱體形式，其以如電鍍、濺鍍、黏貼或其它方式形成。
又，該承載件9係例如為晶圓級封裝用之可拋棄板材，其可為玻璃板、矽板或其它板材。
如第2B圖所示，以一絕緣體23包覆該導電結構22與該電子元件21。
於本實施例中，該絕緣體23係作為封裝層，其利用壓合、模壓或其它方式形成，且其材質可為介電材或封裝材，如聚醯亞胺(polyimide，簡稱PI)、乾膜(dry film)、環氧樹脂(epoxy)或封裝化合物(molding compound)，但並不限於上述。
再者，該絕緣體23係具有相對之第一表面23a與第二表面23b，且以該第一表面23a結合於該承載件9上。
如第2C圖所示，移除該承載件9以外露該電子元件21之感測面21a、該導電結構22之端面22a與該絕緣體23之第一表面23a，且該電子元件21之感測面21a係齊平該絕緣體23之第一表面23a。
如第2D圖所示，形成一線路結構24於該絕緣體23之第一表面23a與該電子元件21之感測面21a上，使該線路結構24電性連接該導電結構22與該電子元件21之電極墊210並露出該感測區A及電極墊210，令該絕緣體23、該電子元件21、該導電結構22與該線路結構24作為電子組件2a，其中該線路結構24的材質為抗腐蝕材質(如：金(Au))。
於本實施例中，該線路結構24係藉由重佈線路層(RDL)製程製作，如金線路材、銅線路材或其它適當可抗生物液體腐蝕的材質，以令該線路結構24電性連接該電子元件21之電極墊210與該些導電結構22，且其層數係依需求設計，因而可依需求形成用以結合線路之介電層(圖未示)。
再者，該電子組件2a亦可於該絕緣體23之第一表面23a上形成至少一接合部24a，其材質為金層之金屬層且不具有電性功能，即該接合部24a未電性連接該導電結構22。
如第2E至2F圖所示，設置一具有溝槽250之板體25於該線路結構24上且遮蓋該電子元件21之感測區A。
於本實施例中，該板體25係為如玻璃之半導體板材，且該溝槽250之佈設位置係部分對應該感測區A之位置， 即該溝槽250會遮蓋於該感測區A上。當生物液體流入溝槽250時會流經過感測區A以偵測該生物液體。
再者，該板體25係具有複數連通該溝槽250之開口251，如第2F’圖所示，以供生物液體(如血液)自該開口251進出該溝槽250或自該開口251流出溝槽250。
又，該板體25上可藉由支撐部35a對應結合該接合部24a，使該板體25設於該線路結構24上。具體地，如第2E圖所示，該支撐部35a係以如濺鍍或其它方式形成材質為金之金屬層，且該支撐部35a之一部分接觸該線路結構24，而另一部分接觸該接合部24a，其中，該溝槽250內不會形成有該支撐部35a，且該線路結構24與該接合部24a之間不會電性導通；或者，如第3圖所示，該支撐部35b之製程係先以如濺鍍或其它方式形成金屬層350，再以電鍍或其它方式形成複數材質為金之金屬凸塊351於該金屬層350上，且該支撐部35b之一部分金屬凸塊351接觸該線路結構24，而另一部分金屬凸塊351接觸該接合部24a，其中，該線路結構24與該接合部24a之間不會電性導通。
因此，該支撐部35a,35b與該接合部24a係作為虛體(Dummy)而不會傳遞訊號，且該線路結構24係用於傳遞訊號。
如第2G圖所示，移除該絕緣體23之第二表面23b之部分材質，以外露出該導電結構22之另一端面22b，俾於該導電結構22之端面22b結合如銲球或金屬凸塊之導電元件26。
本發明之電子封裝件2可用於檢測生物液體(如血液)，故該電子封裝件之結構需抗酸鹼，因而該板體25與該絕緣體23的接合處需使用可抗腐蝕(或抗酸鹼)的材質(如金材製作之接合部24a及/或支撐部35a,35b)，並藉由該板體25表面上形成用以接合該接合部24a之金屬支撐部35a,35b，可有效避免該接合處腐蝕之情況，因而能強化該電子封裝件2之結構可靠性。
再者，該電子元件21之感測面21a無需預留空間形成絕緣體23，故相較於習知技術，本發明之電子元件21之感測面21a的可使用面積增加，因而能依需求製作該感測區A，以提高該電子元件21之整體運作效率。
又，本發明之電子封裝件之製法係先製作該電子組件2a，再設置該板體25，故相較於習知技術，本發明之板體25之體積不需配合該電子元件21之尺寸大小，因而可依需求設計該溝槽250之空間規格，致使該溝槽250能容納所需之生物檢體量，以避免因生物檢體量不足而產生錯誤之檢測結果之問題。
本發明復提供一種電子封裝件2，係包括：一絕緣體23、至少一電子元件21、複數導電結構22、一線路結構24以及一具有溝槽250之板體25。
所述之絕緣體23係具有相對之第一表面23a與第二表面23b。
所述之電子元件21係埋設於該絕緣體23中，且該電子元件21具有至少一感測區A，以令該感測區A外露於該 絕緣體23之第一表面23a。
所述之導電結構22係埋設於該絕緣體23中。
所述之線路結構24係結合該絕緣體23之第一表面23a上以電性連接該電子元件21與該導電結構22。
所述之板體25係配置於該感測區A上。
於一實施例中，該導電結構22係為柱體形式。
於一實施例中，該溝槽250之佈設位置係部分對應該感測區A之位置。
於一實施例中，該板體25係具有複數連通該溝槽250之開口251。
於一實施例中，該板體25係為玻璃。
於一實施例中，該板體25上形成有支撐部35a,35b，使該板體25藉由該支撐部35a,35b設於該線路結構24上。例如，該支撐部35a係為金屬層形式；或者，該支撐部35b係包含金屬層350及形成於該金屬層350上之金屬凸塊351。
於一實施例中，所述之電子封裝件2復包括形成於該絕緣體23之第一表面23a上之接合部24a，其用以設置該板體25且未電性連接該導電結構22。
於一實施例中，所述之電子封裝件2復包括形成於該絕緣體23之第二表面23b上之複數導電元件26，其電性連接該導電結構22。
綜上所述，本發明之電子封裝件及其製法中，係藉由該接合部及/或該支撐部為抗腐蝕材質之設計，以避免該板 體與該絕緣體的接合處腐蝕之情況，因而能強化該電子封裝件之結構可靠性。
再者，該電子元件之感測面無需預留空間形成絕緣體，故本發明之電子元件之能依需求製作該感測區，因而能提高該電子元件之整體運作效率。
又，本發明之製法係先製作包含有絕緣體、電子元件及線路結構之電子組件，再設置板體於該電子組件上，故本發明之板體之體積不需配合該電子元件之尺寸大小，因而可依需求設計該板體之溝槽之空間規格，致使該溝槽能容納所需之生物檢體量，以避免因生物檢體量不足而產生錯誤之檢測結果之問題。
上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

Claims (20)

  1. 一種電子封裝件，係包括：絕緣體，係具有相對之第一表面與第二表面；具有感測區之電子元件，係埋設於該絕緣體中，且令該感測區外露於該絕緣體之第一表面；導電結構，係埋設於該絕緣體中；線路結構，係形成於該絕緣體之第一表面上，且電性連接該電子元件與該導電結構；以及板體，係設於該絕緣體之第一表面上且具有配置於該感測區上之溝槽，其中，該板體與該絕緣體的接合處使用抗腐蝕材質。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該導電結構係為柱體形式。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該板體係具有複數連通該溝槽之開口。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該板體係為玻璃。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該溝槽之佈設位置係部分對應該感測區之位置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，其中，該板體上形成有支撐部，使該板體藉由該支撐部設於該絕緣體之第一表面上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電子封裝件，其中，該支撐部係為抗腐蝕材質所形成者。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之電子封裝件，其中，該支撐部係包含金屬層及形成於該金屬層上之金屬凸塊。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，復包括有形成於該絕緣體之第一表面上之接合部，以接合該板體。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電子封裝件，復包括有形成於該絕緣體之第二表面上且電性連接該導電結構之複數導電元件。
  11. 一種電子封裝件之製法，係包括：提供一電子組件，其包含絕緣體、埋設於該絕緣體中之電子元件與導電結構、及形成於該絕緣體上且電性連接該電子元件與該導電結構之線路結構，其中，該電子元件係具有感測區，以令該感測區外露於該絕緣體及線路結構；以及設置一具有溝槽之板體於該絕緣體之第一表面上，以令該溝槽配置於該電子元件之感測區上，其中，該板體與該絕緣體的接合處使用抗腐蝕材質。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電子封裝件之製法，其中，該導電結構係為柱體形式。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之電子封裝件之製法，其中，該板體係具有複數連通該溝槽之開口。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之電子封裝件之製法，其中，該板體係為玻璃。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之電子封裝件之製法，其中，該溝槽之佈設位置係部分對應該感測區之位置。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之電子封裝件之製法，其中，該板體係藉由支撐部設於該絕緣體上。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之電子封裝件之製法，其中，該支撐部係為抗腐蝕材質所形成者。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之電子封裝件之製法，其中，該支撐部係包含金屬層及形成於該金屬層上之金屬凸塊。
  19. 如申請專利範圍第11項所述之電子封裝件之製法，復包括於該絕緣體上形成接合部，以接合該板體。
  20. 如申請專利範圍第11項所述之電子封裝件之製法，復包括形成複數導電元件於該絕緣體上，且令該導電元件電性連接該導電結構。
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