本發(fā)明一般地涉及裝置和封裝，并且在特定實(shí)施例中涉及用于嵌入式圓片級(jí)球柵陣列（ewlb）封裝的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在傳感器中常常使用將信號(hào)從一個(gè)域變換到另一域的換能器。被用作傳感器的常見換能器是將壓力差和/或壓力改變變換成電信號(hào)的壓力傳感器。壓力傳感器具有許多應(yīng)用，包括例如大氣壓感測(cè)、高度感測(cè)以及天氣監(jiān)測(cè)。

基于微機(jī)電系統(tǒng)（mems）的傳感器包括使用微加工技術(shù)產(chǎn)生的一系列換能器。mems（諸如mems壓力傳感器）通過測(cè)量換能器中的物理狀態(tài)的改變并傳輸信號(hào)以由連接到mems傳感器的電子裝置處理來從環(huán)境收集信息?？梢允褂门c用于集成電路的那些技術(shù)類似的微加工制造技術(shù)來制造mems裝置。

例如，mems裝置可以被設(shè)計(jì)成起氣體傳感器、振蕩器、諧振器、加速度計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器、麥克風(fēng)和/或微鏡的作用。許多mems裝置將電容性感測(cè)技術(shù)用于將物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。在此類應(yīng)用中，傳感器中的電容改變被使用接口電路變換成電壓或電流信號(hào)。其他mems裝置將電阻性感測(cè)技術(shù)用于將物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。在此類應(yīng)用中，傳感器中的電阻改變被使用接口電路變換成電壓或電流信號(hào)。

一種類型的示例裝置是氣體傳感器。某些氣體傳感器通過氣體敏感層來測(cè)量電阻。例如，濕度傳感器可以通過從空氣吸收水分的敏感層來測(cè)量電阻。隨著水分被吸收到敏感層中，層的電阻基于濕度而更改。此類濕度傳感器還可以包括供氣體傳感器使用的加熱元件。

針對(duì)與外部環(huán)境交互的換能器，裝置封裝可以影響性能。例如，裝置封裝可以提供到外部環(huán)境的開口和到裝置封裝內(nèi)的各種感測(cè)裝置（諸如氣體傳感器）的結(jié)構(gòu)耦合或支撐。此類結(jié)構(gòu)支撐或裝置封裝的實(shí)施方式為具有擴(kuò)展性能特性的創(chuàng)新實(shí)施方式提供機(jī)會(huì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)實(shí)施例，一種傳感器封裝包括：電絕緣基板，所述電絕緣基板包括位于其中的腔體；環(huán)境傳感器；集成電路管芯，其被嵌入在所述電絕緣基板中；以及多個(gè)導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，其將所述環(huán)境傳感器耦合到所述集成電路管芯。所述環(huán)境傳感器被所述電絕緣基板支撐并被鄰近所述腔體布置。

附圖說明

為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考結(jié)合附圖得到的以下描述，在所述附圖中：

圖1圖示實(shí)施例封裝裝置的系統(tǒng)框圖；

圖2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h和2i圖示用于實(shí)施例封裝裝置的處理階段的橫截面視圖；

圖3a、3b、3c、3d、3e和3f圖示用于實(shí)施例封裝裝置的處理階段的橫截面視圖；

圖4a、4b、4c、4d、4e和4f圖示用于實(shí)施例封裝裝置的處理階段的橫截面視圖；

圖5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h和5i圖示用于實(shí)施例封裝裝置的處理階段的橫截面視圖；

圖6圖示形成實(shí)施例封裝裝置的實(shí)施例方法的流程圖圖解；以及

圖7圖示形成另一實(shí)施例封裝裝置的另一實(shí)施例方法的流程圖圖解。

不同圖中的相應(yīng)數(shù)字和符號(hào)一般地指代相應(yīng)部分，除非另外指示。圖被繪制以清楚地圖示實(shí)施例的相關(guān)方面，并且未必按比例繪制。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)地討論各種實(shí)施例的獲得和使用。然而，應(yīng)領(lǐng)會(huì)到的是本文中描述的各種實(shí)施例能應(yīng)用在各種各樣的特定背景下。所討論的特定實(shí)施例僅僅說明用以獲得和使用各種實(shí)施例的特定方式，并且不應(yīng)在有限的范圍內(nèi)解釋。

描述是關(guān)于特定背景下的各種實(shí)施例進(jìn)行的，即氣體傳感器，并且更特別地嵌入式圓片級(jí)球柵陣列（ewlb）中的mems氣體傳感器。本文中描述的各種實(shí)施例中的某些包括ewlb封裝、氣體傳感器、mems氣體傳感器、嵌入式加熱元件、無硅ewlb基板封裝以及ewlb封裝中的沒有硅基板的mems氣體傳感器。在其他實(shí)施例中，還可以根據(jù)如本領(lǐng)域中已知的任何方式將各方面應(yīng)用于其他應(yīng)用，所述其他應(yīng)用涉及到具有任何類型的裝置封裝的任何類型的傳感器或換能器。

在各種實(shí)施例中，氣體傳感器包括加熱元件。例如，可以使用加熱元件來將氣體傳感器重置，諸如通過蒸發(fā)吸收的氣體，或者可以使用加熱元件以便增加氣體傳感器的感測(cè)速度。在此類實(shí)施例中，當(dāng)使用加熱元件對(duì)敏感材料加熱時(shí)，可以減小用于使用敏感材料感測(cè)某種氣體的濃度的時(shí)間段。針對(duì)各種氣體傳感器，在加熱元件附近的半導(dǎo)體基板（諸如硅基板）可以起用于加熱元件的散熱器的作用。此類結(jié)構(gòu)可以導(dǎo)致浪費(fèi)的能量或有限的性能。因此，根據(jù)各種實(shí)施例，在沒有半導(dǎo)體基板的封裝中形成或布置氣體傳感器。

根據(jù)各種實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)mems氣體傳感器被封裝于ewlb封裝中，該ewlb封裝具有直接地在ewlb封裝的模塑料（moldingcompound）中形成的腔體。所述一個(gè)或多個(gè)mems氣體傳感器緊挨著腔體形成。在此類實(shí)施例中，mems氣體傳感器未被附著到半導(dǎo)體基板（其包括在基板中的腔體），而是替代地被ewlb封裝的模塑料支撐，其包括鄰近或接觸mems氣體傳感器的腔體。在某些此類實(shí)施例中，沒有加熱元件和氣體敏感層附近的半導(dǎo)體基板的mems氣體傳感器可以由于封裝裝置的減少的熱容量而包括改善的性能特性。

圖1圖示實(shí)施例封裝裝置100的系統(tǒng)框圖，所述實(shí)施例封裝裝置100包括mems傳感器102、專用集成電路（asic）104和封裝108。根據(jù)各種實(shí)施例，mems傳感器102包括一個(gè)或多個(gè)mems傳感器單元。在特定實(shí)施例中，mems傳感器102包括多個(gè)環(huán)境傳感器，諸如八個(gè)環(huán)境傳感器單元，如例如示出的那樣。在某些實(shí)施例中，mems傳感器102的環(huán)境傳感器單元是氣體傳感器。在替換實(shí)施例中，mems傳感器102的環(huán)境傳感器單元是例如高度或壓力傳感器。mems傳感器102通過電接口112與asic104以電學(xué)方式通信。此外，mems傳感器102通過封裝108中的開口106與周圍環(huán)境流體連通。

根據(jù)各種實(shí)施例，封裝108是支撐并包括mems傳感器102和asic104的晶片。在特定實(shí)施例中，封裝108是可以通過施加于mems傳感器102和asic104的嵌入過程形成的嵌入式晶片。在此類實(shí)施例中，可以將封裝108形成為包括mems傳感器102和asic104的ewlb封裝。因此，封裝108可以包括嵌入材料，其圍繞mems傳感器102和asic104而同時(shí)提供用于mems傳感器102與周圍環(huán)境之間的流體連通的開口106。

根據(jù)各種實(shí)施例，開口106被示意性地描繪，并且其可以包括相對(duì)于mems傳感器102遍及整個(gè)封裝108布置的多個(gè)開口，并且特別地其可以包括用于mems傳感器102內(nèi)的每個(gè)傳感器單元的開口。此外，在某些實(shí)施例中，開口106包括膜110。在某些實(shí)施例中，膜110是氣體可滲透而液體不可滲透的。因此，在某些實(shí)施例中，封裝裝置100可以稱為防水的。例如，在特定實(shí)施例中，膜110包括氣體可滲透的疏水結(jié)構(gòu)。膜110的結(jié)構(gòu)還可以是疏油或疏脂的。因此，在各種實(shí)施例中，膜110可以允許氣體穿過開口106，同時(shí)阻止或限制液體通過開口106。在替換實(shí)施例中，省略了膜110。

在各種實(shí)施例中，在氣體，諸如例如水蒸氣、一氧化碳或二氧化碳穿過開口106時(shí)，mems傳感器102可以感測(cè)這些氣體的濃度。在特定實(shí)施例中，mems傳感器102包括用于不同氣體類型諸如例如水蒸氣、一氧化碳以及二氧化碳的不同傳感器單元。可以用對(duì)不同特定氣體敏感的不同功能元件來實(shí)現(xiàn)用于不同氣體類型的傳感器單元。例如，在mems傳感器102中包括八個(gè)傳感器單元的實(shí)施例中，mems傳感器102可以對(duì)八個(gè)不同氣體敏感，以便分別地在八個(gè)傳感器單元處感測(cè)所述八個(gè)不同氣體中的每一個(gè)的濃度。在各種實(shí)施例中，傳感器單元可以對(duì)超過一種類型的氣體敏感。在特定實(shí)施例中，不同傳感器單元可以均對(duì)多個(gè)氣體敏感，其中，傳感器單元信號(hào)的和對(duì)于不同氣體而言是不同的。在此類實(shí)施例中，通過監(jiān)測(cè)mems傳感器102中的不同傳感器單元的組合輸出，可以諸如通過使用例如主成分分析來確定不同氣體的組或特定氣體的濃度。根據(jù)各種實(shí)施例，mems傳感器102可以是具有多個(gè)傳感器單元的單個(gè)管芯，或者mems傳感器102可以是多個(gè)管芯，每個(gè)管芯包括一個(gè)或多個(gè)傳感器單元。

根據(jù)各種實(shí)施例，由mems傳感器102的一個(gè)或多個(gè)傳感器單元生成的感測(cè)信號(hào)通過電接口112被傳送到asic104。在此類實(shí)施例中，感測(cè)信號(hào)可以是由mems傳感器102的一個(gè)或多個(gè)傳感器單元生成的模擬電信號(hào)。asic104接收感測(cè)信號(hào)并通過外部接口114將感測(cè)信號(hào)提供給處理器116，其是封裝108的可選外部元件。在各種實(shí)施例中，asic104包括緩沖器或放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器或總線接口電路。在此類實(shí)施例中，asic104可以緩沖或放大感測(cè)信號(hào)，將感測(cè)信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，或者使用接口協(xié)議（諸如總線協(xié)議）通過外部接口114提供信號(hào)。asic104還可以通過外部接口114來接收控制信息，諸如用于校準(zhǔn)或表征序列的初始化命令。

在各種實(shí)施例中，asic104是與mems傳感器102分離的半導(dǎo)體管芯，所述mems傳感器102可以包括多個(gè)傳感器單元作為單獨(dú)管芯。處理器116可以是與連接到相同系統(tǒng)的封裝108分離的單元。例如，在移動(dòng)計(jì)算單元（諸如例如智能電話、智能手表、平板計(jì)算機(jī)或膝上型計(jì)算機(jī)）中可以將處理器116附著到與封裝108相同的印刷電路板（pcb）。在某些實(shí)施例中，處理器116是數(shù)字信號(hào)處理器（dsp）。在其他實(shí)施例中，處理器116是通用處理器，諸如微處理器。在仍然另外的實(shí)施例中，處理器116是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（fpga）。

在下文中提供了不同實(shí)施例封裝裝置的另外的描述。此類描述適用于具有mems傳感器102和asic104的封裝裝置100的不同實(shí)施例實(shí)施方式。

圖2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h和2i圖示用于實(shí)施例封裝裝置的制造序列的處理階段或步驟的橫截面視圖。圖2a圖示包括氣體傳感器芯片200a、200b和200c及asic202的處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，氣體傳感器芯片200a包括基板204a、氣體感測(cè)區(qū)206a以及邊界區(qū)208a；氣體傳感器芯片200b包括基板204b、氣體感測(cè)區(qū)206b以及邊界區(qū)208b；并且氣體傳感器芯片200c包括基板204c、氣體感測(cè)區(qū)206c以及邊界區(qū)208c。

根據(jù)各種實(shí)施例，可以包括任何數(shù)目的氣體傳感器芯片。如示出的那樣，三個(gè)氣體傳感器芯片——?dú)怏w傳感器芯片200a、200b以及200c被包括在圖2a的結(jié)構(gòu)中，并且因此被包括在封裝裝置中。在其他實(shí)施例中，僅包括單個(gè)氣體傳感器芯片——?dú)怏w傳感器芯片200a。在另外的實(shí)施例中，僅包括兩個(gè)氣體傳感器芯片——?dú)怏w傳感器芯片200a和200b。在某些實(shí)施例中，包括超過三個(gè)氣體傳感器，諸如從八個(gè)至十六個(gè)氣體傳感器芯片。在各種實(shí)施例中，可以包括任何數(shù)目的氣體傳感器芯片，諸如數(shù)十個(gè)、數(shù)百個(gè)或者甚至數(shù)千個(gè)氣體傳感器芯片。

在各種實(shí)施例中，基板204a、204b以及204c可以是半導(dǎo)體基板。在特定示例實(shí)施例中，基板204a、204b以及204c是硅基板。在其他實(shí)施例中，基板204a、204b以及204c例如由其他半導(dǎo)體材料諸如碳或鍺或者半導(dǎo)體化合物材料諸如砷化鎵、磷化銦、硅鍺或碳化硅來形成。在替換實(shí)施例中，基板204a、204b和204c由非半導(dǎo)體材料（諸如基于聚合物的材料或金屬）形成。例如，在各種不同實(shí)施例中，基板204a、204b和204c可以由可結(jié)構(gòu)化（structurable）的光致抗蝕劑、玻璃、銅或鋁形成。

氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c在基板204a、204b和204c的頂部上形成。在此類實(shí)施例中，氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c包括有源（active）氣體敏感層。此外，邊界區(qū)208a、208b和208c可以圍繞氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c并包括無源層。在于2015年6月26日提交的且題為“graphenegassensorformeasuringtheconcentrationofcarbondioxideingasenvironments”的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?4/751,660和于2015年6月24日提交的且題為“systemandmethodforamemstransducer”的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?4/749,102中可以找到用于氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c的各種氣體傳感器實(shí)施方式的另外的細(xì)節(jié)，所述美國(guó)申請(qǐng)?zhí)杻烧叨纪ㄟ^引用以其整體并入本文中。

在各種實(shí)施例中，asic202在圖2a中被包括作為單獨(dú)的半導(dǎo)體管芯。可以如上文參考圖1中的asic104描述的那樣實(shí)現(xiàn)asic202，并且在本文中不提供另外的描述。

圖2b圖示包括載體基板210、嵌入材料212、氣體傳感器芯片200a、200b和200c以及asic202的處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，氣體傳感器芯片200a、200b和200c及asic202被翻轉(zhuǎn)并放置在載體基板210上。在此類實(shí)施例中，可以使用拾放技術(shù)（諸如通過使用表面安裝技術(shù)（smt）組件放置系統(tǒng)）將氣體傳感器芯片200a、200b和200c及asic202放置在載體基板210上。一旦氣體傳感器芯片200a、200b和200c及asic202被布置在載體基板210上，嵌入材料212就圍繞氣體傳感器芯片200a、200b和200c及asic202形成并將其嵌入。

在各種實(shí)施例中，在嵌入過程中形成嵌入材料212。例如，可以根據(jù)嵌入式圓片級(jí)球柵陣列（ewlb）過程來沉積嵌入材料212。在此類實(shí)施例中，可以使用注塑成型來沉積嵌入材料212。在另外的實(shí)施例中，可以使用施加于載體基板210的表面并熔化以形成嵌入材料212的嵌入微粒來沉積嵌入材料212。在其他實(shí)施例中，可以將嵌入材料212沉積為液體嵌入材料。

根據(jù)各種實(shí)施例，嵌入材料212包括電絕緣材料。在某些實(shí)施例中，嵌入材料212是聚合物。在另外的實(shí)施例中，嵌入材料212選自包括環(huán)氧樹脂、層壓件和塑料的材料的組。在其他實(shí)施例中，嵌入材料212是玻璃，諸如硅酸鹽玻璃等。例如，嵌入材料212是硼硅酸鹽玻璃、磷硅酸鹽玻璃或硼磷硅酸鹽玻璃中的一種。在仍然其他實(shí)施例中，嵌入材料212是具有陶瓷顆粒的陶瓷或聚合物成型材料。在各種實(shí)施例中，嵌入材料212是電絕緣裝埋或嵌入材料。

在各種實(shí)施例中，載體基板210是臨時(shí)基板，諸如晶片或芯片。在此類實(shí)施例中，載體基板210可以由結(jié)構(gòu)材料形成。例如，在不同實(shí)施例中，載體基板210由半導(dǎo)體、金屬、玻璃或聚合物材料形成。具體地，載體基板210在某些實(shí)施例中可以是塑料，或者在其他實(shí)施例中可以是玻璃，諸如氧化硅。

圖2c圖示包括在嵌入材料212上形成并耦合氣體傳感器芯片200a、200b和200c以及asic202的重分配層（rdl）214的處理階段或步驟。在形成嵌入材料212之后，去除載體基板210并形成rdl214以將氣體傳感器芯片200a、200b或200c或asic202耦合在一起。在此類實(shí)施例中，rdl214包括隔離層216和導(dǎo)電層218。在此類實(shí)施例中，在氣體傳感器芯片200a、200b或200c或者asic202上的電接觸的點(diǎn)之間形成導(dǎo)電層218。導(dǎo)電層218的各種導(dǎo)電跡線通過隔離層216（其是電絕緣的）相互電隔離且與非故意接觸點(diǎn)電隔離。

在各種實(shí)施例中，隔離層216是電介質(zhì)材料，諸如氧化物、氮化物或聚合物。在特定實(shí)施例中，隔離層216是聚酰亞胺。在某些實(shí)施例中，導(dǎo)電層218是金屬，諸如鋁、銅、鈦、鎳或金。在替換實(shí)施例中，導(dǎo)電層218是導(dǎo)電非金屬，諸如摻雜半導(dǎo)體或?qū)щ娋酆衔铩?/p>

另外的實(shí)施例可以包括接觸焊盤220?？梢员榧霸摻Y(jié)構(gòu)形成任何數(shù)目的接觸焊盤（諸如接觸焊盤220）以形成例如到氣體傳感器芯片200a、200b或200c或者asic202的電接觸。在各種實(shí)施例中，可以將接觸焊盤220形成為附加金屬（諸如鋁、銅、鈦、鎳或金）層。在其他實(shí)施例中，接觸焊盤220可以使用硅化物過程由金屬硅化物形成。在仍然另外的實(shí)施例中，接觸焊盤220由焊料形成。

圖2d圖示包括圖2c的結(jié)構(gòu)外加結(jié)構(gòu)材料222的處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，可以在結(jié)構(gòu)上形成結(jié)構(gòu)材料222并將其圖案化以使氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c被暴露并為制成的封裝提供結(jié)構(gòu)支撐。在此類實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)材料222是玻璃（諸如二氧化硅）或基于聚合物的材料。在其他實(shí)施例中，省略結(jié)構(gòu)材料222。

圖2e圖示包括已從頂側(cè)（相對(duì)于圖示的圖）將嵌入材料212薄化之后的圖2d的結(jié)構(gòu)的處理階段或步驟。薄化過程分別使氣體傳感器芯片200a、200b和200c的基板204a、204b和204c暴露。在各種實(shí)施例中，使用晶片薄化過程來去除嵌入材料212，諸如通過使用研磨劑或使用化學(xué)機(jī)械拋光（cmp）來研磨。

圖2f圖示包括已施加選擇性刻蝕以去除基板204a、204b和204c并形成腔體224a、224b和224c之后的圖2e的結(jié)構(gòu)的處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，使用濕法刻蝕過程或等離子體刻蝕過程來去除基板204a、204b和204c。在此類實(shí)施例中，刻蝕過程可以是用于選擇性地刻蝕基板204a、204b和204c的材料的選擇性刻蝕。在各種實(shí)施例中，可以在使基板204a、204b和204c暴露于刻蝕劑的同時(shí)，在結(jié)構(gòu)（未示出）上形成附加保護(hù)或掩蔽層，諸如包括光致抗蝕劑材料。

在去除基板204a、204b和204c并形成腔體224a、224b和224c之后，氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c仍然保持作為氣體傳感器芯片200a、200b或200c的功能部分。在此類實(shí)施例中，氣體傳感器芯片200a、200b或200c可以稱為無基板氣體傳感器芯片或不具有基板的氣體傳感器芯片。

圖2g圖示包括圖2f的結(jié)構(gòu)外加蓋膜226的處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，在嵌入材料212和腔體224a、224b和224c上形成蓋膜226。在此類實(shí)施例中，將蓋膜226圖案化以形成開口228從而使腔體224a、224b和224c及氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c暴露。在某些實(shí)施例中，蓋膜226由半導(dǎo)體材料（諸如硅）形成。在其他實(shí)施例中，蓋膜226可以例如由玻璃（諸如二氧化硅）形成。在此類實(shí)施例兩者中，可以在半導(dǎo)體或氧化物層上沉積金屬層作為屏蔽物。在另外的實(shí)施例中，使用塑料材料或模制化合物來形成蓋膜226。在其他實(shí)施例中，使用金屬、金屬化塑料或復(fù)合材料來形成蓋膜226。

圖2h圖示包括圖2g的結(jié)構(gòu)的處理階段或步驟，其圖示在結(jié)構(gòu)材料222中形成的附加接觸焊盤221。根據(jù)各種實(shí)施例，可以形成接觸焊盤220和接觸焊盤221以提供到完成的封裝中的各種組件的電接觸?？梢栽谛纬蓃dl214時(shí)形成接觸焊盤220。在另外的實(shí)施例中，通過將結(jié)構(gòu)材料222的部分圖案化并沉積接觸焊盤221來形成接觸焊盤221。在此類實(shí)施例中，接觸焊盤221可以以與接觸焊盤220類似的方式形成，并且其可以包括與如上文參考接觸焊盤220描述的相同的材料中的任何材料。在各種實(shí)施例中，在去除基板204a、204b和204c之后形成接觸焊盤221。此外，接觸焊盤221可以被具體地指定以識(shí)別用來提供到氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c中的加熱元件的電連接的接觸焊盤。

圖2i圖示包括封裝氣體傳感器裝置290的最終處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，封裝氣體傳感器裝置290包括圖2h的結(jié)構(gòu)外加焊球229和介質(zhì)分離膜230。在此類實(shí)施例中，封裝氣體傳感器裝置290是ewlb封裝，其可以包括在系統(tǒng)中以便與封裝氣體傳感器裝置290的氣體傳感器功能集成。例如，在各種實(shí)施例中，可以將封裝氣體傳感器裝置290附著到蜂窩電話、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、智能家庭裝置或汽車組件的印刷電路板（pcb）。

根據(jù)各種實(shí)施例，可以將焊球229布置為球柵陣列（bga）或連接盤柵格陣列（lga）。在某些實(shí)施例中，介質(zhì)分離膜230是氣體可滲透、液體不可滲透的膜。例如，介質(zhì)分離膜230是氣體可滲透的疏水、疏油或疏脂網(wǎng)格。在某些實(shí)施例中，介質(zhì)分離膜230是具有小開口的聚合物網(wǎng)格，所述小開口具有比液態(tài)水滴小得多的直徑。例如，介質(zhì)分離膜230可以是gore-tex織物。在其他實(shí)施例中，省略介質(zhì)分離膜230。

如上文描述的，封裝氣體傳感器裝置290是無基板或不包括與氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c有關(guān)的基板的封裝裝置。替代地，封裝氣體傳感器裝置290包括在嵌入材料212中的腔體224a、224b和224c，并且氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c被嵌入材料212直接地支撐。在此類實(shí)施例中，氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c附近不存在半導(dǎo)體基板可以通過由于去除氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c附近的半導(dǎo)體基板而減小熱容量來改善使用氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c中的集成加熱器對(duì)氣體敏感層的加熱。在此類實(shí)施例中，asic202被嵌入在嵌入材料212中，并且可以包括基板，諸如半導(dǎo)體基板，但是氣體感測(cè)區(qū)206a、206b和206c是無基板的或者不包括基板。

各種實(shí)施例包括對(duì)上文參考圖2a-2i描述的過程和結(jié)構(gòu)的修改。下文中參考其他圖來描述此類實(shí)施例修改中的某些。上文參考共同編號(hào)參考標(biāo)記而包括的材料、層或處理步驟的描述在下文中也適用，并且為了簡(jiǎn)潔起見而未重復(fù)。

圖3a、3b、3c、3d、3e和3f圖示用于實(shí)施例封裝裝置的處理階段的橫截面視圖。圖3a圖示包括基板204a、204b和204c及asic202的處理階段或步驟。在此類實(shí)施例中，例如可以將基板204a、204b和204c提供為利用沒有氣體傳感器組件的假（dummy）基板。上文參考圖2a描述的其他細(xì)節(jié)適用于圖3a的結(jié)構(gòu)的共同編號(hào)的元件。具體地，基板204a、204b和204c可以包括如上文描述材料中的任何材料。在特定實(shí)施例中，當(dāng)基板204a、204b和204c被提供為假基板時(shí)，基板204a、204b和204c可以由能夠被使用選擇性去除（諸如選擇性刻蝕）去除的任何犧牲材料形成，例如，與載體基板210和嵌入材料212一起。例如，如上文描述的，基板204a、204b和204c可以由非半導(dǎo)電材料（諸如基于聚合物的材料或金屬）形成。在特定實(shí)施例中，基板204a、204b和204c由可結(jié)構(gòu)化光致抗蝕劑形成。在另一實(shí)施例中，基板204a、204b和204c由水溶性材料形成。

圖3b圖示包括載體基板210、嵌入材料212、基板204a、204b和204c以及asic202的處理階段或步驟。上文參考圖2b描述的細(xì)節(jié)適用于圖3b的結(jié)構(gòu)的共同編號(hào)的元件。

圖3c圖示包括隔離層234和導(dǎo)電層236作為在嵌入材料212上形成并提供到asic202的電耦合的rdl232的部分的處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，可以形成rdl232以便在rdl232的部分中包括氣體傳感器。在此類實(shí)施例中，基板204a、204b和204c是假基板，并且在形成rdl232的過程期間形成氣體傳感器的結(jié)構(gòu)。因此，rdl232的處理繼續(xù)進(jìn)行以便形成氣體敏感區(qū)、隔離區(qū)以及加熱元件。

根據(jù)各種實(shí)施例，隔離層234是電絕緣層。隔離層234包括上文參考圖2c-2i中的隔離層216描述的材料中的任何材料。在各種實(shí)施例中，在隔離層234上形成導(dǎo)電層236并將其圖案化（諸如通過使用光刻過程）以形成圖案化區(qū)238a、238b和238c。在此類實(shí)施例中，導(dǎo)電層236中的圖案化區(qū)238a、238b和238c形成用于氣體傳感器結(jié)構(gòu)的加熱元件。在某些實(shí)施例中，圖案化區(qū)238a、238b和238c可以包括蛇形或類似的電阻性結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電層236包括上文參考圖2c-2i中的導(dǎo)電層218描述的材料中的任何材料。

圖3d圖示包括隔離層240和導(dǎo)電層242作為rdl232的附加部分的處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，隔離層240是電絕緣層。隔離層240包括上文參考圖2c-2i中的隔離層216描述的材料中的任何材料。在各種實(shí)施例中，在隔離層240上形成導(dǎo)電層242并將其圖案化（諸如通過使用光刻過程）以形成圖案化區(qū)244a、244b和244c。在此類實(shí)施例中，導(dǎo)電層242中的圖案化區(qū)244a、244b和244c形成用于氣體傳感器結(jié)構(gòu)的感測(cè)元件。圖案化區(qū)244a、244b和244c可以包括交替感測(cè)指狀物或類似的叉指感測(cè)結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電層242包括上文參考圖2c-2i中的導(dǎo)電層218描述的材料中的任何材料。

在各種實(shí)施例中，當(dāng)通過圖案化區(qū)238a、238b和238c提供電流時(shí)，提供為導(dǎo)電層236中的圖案化區(qū)238a、238b和238c的用于氣體傳感器結(jié)構(gòu)的加熱元件加熱提供為導(dǎo)電層242中的圖案化區(qū)244a、244b和244c的感測(cè)元件。在此類實(shí)施例中，隔離層240提供導(dǎo)電層236與導(dǎo)電層242之間的電絕緣。

根據(jù)某些實(shí)施例，可以在圖3d的處理階段或步驟之后去除基板204a、204b和204c（未示出）。在此類實(shí)施例中，當(dāng)基板204a、204b和204c由可以選擇性地去除的犧牲材料（諸如可結(jié)構(gòu)化光致抗蝕劑）形成時(shí)，可以在rdl232中形成釋放孔，并且通過選擇性刻蝕或溶解來去除基板204a、204b和204c。

圖3e圖示包括圖3d的結(jié)構(gòu)外加焊球246和焊球248的處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，焊球246可以包括接觸導(dǎo)電層236的任何數(shù)目的焊球（請(qǐng)注意，僅示出了單個(gè)焊球246）。在此類實(shí)施例中，焊球246可以提供到asic202和到在導(dǎo)電層236的部分中形成的加熱元件的電接觸。類似地，焊球248可以包括接觸導(dǎo)電層242的任何數(shù)目的焊球（請(qǐng)注意，僅示出了單個(gè)焊球248）。在此類實(shí)施例中，焊球248可以提供到在導(dǎo)電層242的部分中形成的感測(cè)元件的電接觸。根據(jù)各種實(shí)施例，可以將焊球246和焊球248布置為bga或lga。

圖3f圖示包括封裝氣體傳感器裝置292的最終處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，封裝氣體傳感器裝置292包括在已經(jīng)從頂側(cè)（相對(duì)于圖示的圖）薄化嵌入材料212之后、在已經(jīng)施加選擇性刻蝕以去除基板204a、204b和204c并在嵌入材料212中形成腔體224a、224b和224c之后、以及在形成氣體敏感區(qū)252a、252b和252c之后的圖3e的結(jié)構(gòu)。在此類實(shí)施例中，封裝氣體傳感器裝置292是包括氣體傳感器250a、250b和250c的ewlb封裝，其可以包括在系統(tǒng)中以便與封裝氣體傳感器裝置292的氣體傳感器功能集成。例如，在各種實(shí)施例中，可以將封裝氣體傳感器裝置292附著到蜂窩電話、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、智能家庭裝置或汽車組件的印刷電路板（pcb）。根據(jù)各種實(shí)施例，可以如上文參考圖2e描述的那樣去除嵌入材料212，并且可以如上文參考圖2f描述的那樣去除基板204a、204b和204c。如上文參考圖3d描述的那樣，在替換實(shí)施例中，可以替換地通過在rdl232中形成的釋放孔來去除基板204a、204b和204c。在此類替換實(shí)施例中，可以省略嵌入材料212的薄化。

在各種實(shí)施例中，氣體傳感器250a、250b和250c由隔離層234、導(dǎo)電層236（具有圖案化區(qū)238a、238b和238c）、隔離層240、導(dǎo)電層242（圖案化區(qū)244a、244b和244c）以及氣體敏感區(qū)252a、252b和252c形成。在此類實(shí)施例中，氣體敏感區(qū)252a、252b和252c可以包括對(duì)不同氣體濃度敏感的材料。在特定實(shí)施例中，氣體敏感區(qū)252a、252b和252c由被用金屬氧化物納米顆粒功能化的石墨烯形成。在仍然更特定實(shí)施例中，氣體敏感區(qū)252a、252b和252c由被用金屬氧化物納米顆粒功能化的碳納米管（cnt）形成。在其他實(shí)施例中，氣體敏感區(qū)252a、252b和252c直接地由金屬氧化物形成。在各種實(shí)施例中，用來實(shí)現(xiàn)氣體敏感區(qū)252a、252b和252c的金屬氧化物包括二氧化錫（sno2）、氧化鎵（ga2o3）、氧化鋅（zno）、三氧化鎢（wo3）、五氧化二釩（v2o5）或氧化鈷（ii、iii）（co3o4）。在某些其他實(shí)施例中，可以使用這些材料的其他氧化物。在另外的替換實(shí)施例中，還可以使用其他材料氧化物。

在各種實(shí)施例中，可以將不同功能化的材料（諸如上文描述的氧化物）包括在氣體敏感區(qū)252a、252b和252c中的每一個(gè)中，使得氣體敏感區(qū)252a、252b和252c均對(duì)不同類型的氣體濃度敏感。如上文參考圖2a中的氣體傳感器芯片200a、200b和200c描述的，可以包括任何數(shù)目的氣體傳感器，諸如超過三個(gè)或少于三個(gè)氣體傳感器250a、250b和250c。因此，在各種實(shí)施例中，封裝氣體傳感器裝置292可以包括例如三個(gè)、五個(gè)、八個(gè)、十個(gè)、十二個(gè)、十六個(gè)或二十四個(gè)對(duì)相同氣體或不同氣體敏感的氣體傳感器。在此類實(shí)施例中，氣體傳感器可以包括冗余傳感器（其中封裝氣體傳感器裝置292中的兩個(gè)或更多氣體傳感器對(duì)相同氣體濃度敏感）或多樣化傳感器（其中封裝氣體傳感器裝置292中的氣體傳感器中的每一個(gè)對(duì)不同氣體濃度敏感）。

因此，根據(jù)各種實(shí)施例，氣體傳感器250a、250b和250c分別在腔體224a、224b和224c下面、直接在封裝氣體傳感器裝置292的rdl232中形成。雖然在本文中已呈現(xiàn)了用于形成氣體傳感器250a、250b和250c的材料和過程中的某些，但是用于氣體感測(cè)元件的另外的結(jié)構(gòu)和方法在如上文中并入的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?4/751,660和美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?4/749,102中被描述。在各種實(shí)施例中，設(shè)想到用針對(duì)氣體傳感器（諸如rdl232中的氣體傳感器250a、250b和250c）的實(shí)施例方法和結(jié)構(gòu)對(duì)此類氣體感測(cè)元件進(jìn)行的各種修改和組合。

在某些實(shí)施例中，封裝氣體傳感器裝置292不包括覆蓋腔體224a、224b和224c的蓋膜或在氣體敏感區(qū)252a、252b和252c下面的介質(zhì)分離膜（如圖3f中圖示的）。在其他實(shí)施例中，封裝氣體傳感器裝置292包括如上文參考圖2i中的封裝氣體傳感器裝置290描述的蓋膜226（未示出）或介質(zhì)分離膜230（未示出）。

圖4a、4b、4c、4d、4e和4f圖示用于實(shí)施例封裝裝置的處理階段的橫截面視圖。圖4a圖示包括基板204a、204b和204c及asic202的處理階段或步驟。在此類實(shí)施例中，例如可以將基板204a、204b和204c提供為沒有氣體傳感器組件的假基板。在各種實(shí)施例中，分別地在基板204a、204b和204c的底面（相對(duì)于圖示的示圖）上形成停止層256a、256b和256c。例如停止層256a、256b和256c可以包括氧化物或氮化物，諸如氧化硅或氮化硅。在其他實(shí)施例中，停止層256a、256b和256c包括碳。上文參考圖2a描述的其他細(xì)節(jié)適用于圖3a的結(jié)構(gòu)的共同編號(hào)的元件。

圖4b圖示包括載體基板210、嵌入材料212、基板204a、204b和204c以及asic202的處理階段或步驟。上文參考圖2b描述的細(xì)節(jié)適用于圖4b的結(jié)構(gòu)的共同編號(hào)的元件。

圖4c圖示包括隔離層234和導(dǎo)電層236作為在嵌入材料212上形成并提供到asic202的電耦合的rdl232的部分的處理階段或步驟。上文參考圖2c和3c描述的細(xì)節(jié)適用于圖4c的結(jié)構(gòu)的共同編號(hào)的元件，外加用于隔離層234和導(dǎo)電層236的圖案化修改。

根據(jù)各種實(shí)施例，將隔離層234被圖案化以形成分別地使停止層256a、256b和256c暴露的開口258a、258b和258c。在將隔離層234圖案化之后，形成導(dǎo)電層236并將其圖案化（諸如通過使用光刻過程）以形成圖案化區(qū)260a、260b和260c。在此類實(shí)施例中，導(dǎo)電層236中的圖案化區(qū)260a、260b和260c形成用于氣體傳感器結(jié)構(gòu)的感測(cè)元件。圖案化區(qū)260a、260b和260c可以包括交替的感測(cè)指狀物或類似的叉指感測(cè)結(jié)構(gòu)。因此，圖4a-4f的氣體傳感器結(jié)構(gòu)被形成其中氣體敏感區(qū)面朝上（相對(duì)于圖示的圖），如與圖3a-3f的氣體傳感器結(jié)構(gòu)相反，其被形成其中氣體敏感區(qū)面朝下（相對(duì)于圖示的圖）。

圖4d圖示包括隔離層240、導(dǎo)電層242以及隔離層264作為rdl232的附加部分的處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，在隔離層240上形成導(dǎo)電層242并將其圖案化（諸如通過使用光刻過程）以形成圖案化區(qū)262a、262b和262c。在此類實(shí)施例中，導(dǎo)電層242中的圖案化區(qū)262a、262b和262c形成用于氣體傳感器結(jié)構(gòu)的加熱元件。在某些實(shí)施例中，圖案化區(qū)262a、262b和262c可以包括蛇形或類似的電阻性結(jié)構(gòu)。

在各種實(shí)施例中，當(dāng)通過圖案化區(qū)262a。262b和262c提供電流時(shí)，作為導(dǎo)電層242中的圖案化區(qū)262a、262b和262c提供的用于氣體傳感器結(jié)構(gòu)的加熱元件加熱作為導(dǎo)電層236中的圖案化區(qū)260a、260b和260c提供的感測(cè)元件。在此類實(shí)施例中，隔離層240提供導(dǎo)電層236與導(dǎo)電層242.之間的電絕緣。此外，隔離層264在導(dǎo)電層242上形成并為用于氣體傳感器結(jié)構(gòu)的加熱元件提供附加電絕緣和保護(hù)，所述加熱元件作為導(dǎo)電層242中的圖案化區(qū)262a、262b和262c被提供。隔離層264包括上文參考圖2c-2i中的隔離層216描述的材料中的任何材料。

圖4e圖示包括圖4d的結(jié)構(gòu)外加焊球266和焊球268的處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，焊球266可以包括接觸導(dǎo)電層236的任何數(shù)目的焊球（請(qǐng)注意，僅示出了單個(gè)焊球266）。在此類實(shí)施例中，焊球246可以提供到asic202和到在導(dǎo)電層236的部分中形成的感測(cè)元件的電接觸。類似地，焊球268可以包括接觸導(dǎo)電層242的任何數(shù)目的焊球（請(qǐng)注意，僅示出了單個(gè)焊球268）。在此類實(shí)施例中，焊球268可以提供到在導(dǎo)電層242的部分中形成的加熱元件的電接觸。根據(jù)各種實(shí)施例，可以將焊球266和焊球268布置為bga或lga。

圖4f圖示包括封裝氣體傳感器裝置294的最終處理階段或步驟。根據(jù)各種實(shí)施例，封裝氣體傳感器裝置292包括在已經(jīng)從頂側(cè)開始（相對(duì)于圖示的圖）薄化嵌入材料212之后、在已經(jīng)施加選擇性刻蝕以去除基板204a、204b和204c并在嵌入材料212中形成腔體224a、224b和224c之后、在已經(jīng)施加選擇性刻蝕以去除停止層256a、256b和256c之后、以及在形成氣體敏感區(qū)252a、252b和252c之后的圖4e的結(jié)構(gòu)。在此類實(shí)施例中，封裝氣體傳感器裝置294是包括氣體傳感器270a、270b和270c的ewlb封裝，其可以被包括在系統(tǒng)中以便與封裝氣體傳感器裝置294的氣體傳感器功能集成。例如，在各種實(shí)施例中，可以將封裝氣體傳感器裝置294附著到蜂窩電話、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、智能家庭裝置或汽車組件的印刷電路板（pcb）。

根據(jù)各種實(shí)施例，可以如上文參考圖2e描述的那樣去除嵌入材料212，并且可以如上文參考圖2f描述的那樣去除基板204a、204b和204c。在各種實(shí)施例中，還使用選擇性刻蝕過程來刻蝕停止層256a、256b和256c。在此類實(shí)施例中，可以如上文參考圖2f描述的那樣但使用不同的刻蝕劑作為用于基板204a、204b和204c的刻蝕劑來執(zhí)行用于去除停止層256a、256b和256c的選擇性刻蝕過程。在各種實(shí)施例中，基于各層的材料來選擇被用于基板204a、204b和204c及用于停止層256a、256b和256c的刻蝕劑，如將由本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易領(lǐng)會(huì)到的那樣。此類刻蝕劑可以包括用于例如濕法化學(xué)刻蝕過程的刻蝕劑（諸如氫氧化鉀（koh）或四甲基氫氧化銨（tmha）），或者用于干法（等離子體）化學(xué)刻蝕過程的刻蝕劑。在某些實(shí)施例中，取決于用于基板204a、204b和204c或停止層256a、256b和256c的材料還可以使用溶劑。

在各種實(shí)施例中，在去除基板204a、204b和204c并形成腔體224a、224b和224c之后，在腔體224a、224b和224c中在導(dǎo)電層236的圖案化區(qū)260a、260b和260c上形成氣體敏感區(qū)252a、252b和252c。在此類實(shí)施例中，氣體傳感器270a、270b和270c在rdl232中形成并包括如上文參考圖3f中的氣體傳感器250a、250b和250c描述的材料和特征，但是被定向其中氣體敏感區(qū)252a、252b和252c分別地布置在腔體224a、224b和224c中在rdl232的頂側(cè)上（相對(duì)于圖示的圖），如與對(duì)于氣體傳感器250a、250b和250c被布置在rdl232的底側(cè)上（相對(duì)于圖示的圖）相反。

在某些實(shí)施例中，封裝氣體傳感器裝置294不包括覆蓋腔體224a、224b和224c的蓋膜或在隔離層264下面的介質(zhì)分離膜（如圖4f中圖示的）。在其他實(shí)施例中，封裝氣體傳感器裝置294包括如上文參考圖2i中的封裝氣體傳感器裝置290描述的蓋膜226（未示出）或介質(zhì)分離膜230（未示出）。

圖5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h和5i圖示用于實(shí)施例封裝裝置的處理階段的橫截面視圖。圖5a圖示包括基板204a、204b和204c及asic202的處理階段或步驟。上文參考圖4a描述的細(xì)節(jié)適用于圖5a的結(jié)構(gòu)的共同編號(hào)的元件。

圖5b圖示包括附著到晶片272并放置在載體基板210上的基板204a、204b和204c的處理階段或步驟（asic202在圖5b中未圖示）。根據(jù)各種實(shí)施例，晶片272被用作用于基板204a、204b和204c的布置和放置的載體晶片。在此類實(shí)施例中，可以在晶片層處的晶片272上形成基板204a、204b和204c或?qū)⑵鋱D案化。在其他實(shí)施例中，基板204a、204b和204c在被單獨(dú)地形成之后被附著到晶片272。晶片272由與基板204a、204b和204c相同的材料形成。在其他實(shí)施例中，晶片272由與基板204a、204b和204c不同的材料形成。

在各種實(shí)施例中，晶片272使用圓片級(jí)放置系統(tǒng)來提供基板204a、204b和204c在載體基板210上的放置。在此類實(shí)施例中，使用圓片級(jí)對(duì)準(zhǔn)過程來完成晶片272與載體基板210的對(duì)準(zhǔn)。在圓片級(jí)對(duì)準(zhǔn)過程期間，由于到晶片272的物理附著而維持基板204a、204b和204c之間的位置和空間關(guān)系。因此，在不使用拾放技術(shù)（諸如通過使用smt組件放置系統(tǒng)）的情況下，使用圓片級(jí)放置將基板204a、204b和204c布置在載體基板210上。在特定實(shí)施例中，圓片級(jí)放置系統(tǒng)與某些拾放技術(shù)相比可以不太耗時(shí)且更便宜。

圖5c圖示包括去除晶片272之后的圖5b的結(jié)構(gòu)的處理階段或步驟（在圖5c中未圖示asic202）。根據(jù)各種實(shí)施例，通過晶片薄化過程來去除晶片272。晶片薄化過程包括從頂側(cè)（相對(duì)于圖示的圖）進(jìn)行的cmp。在其他實(shí)施例中，晶片薄化過程包括選擇性濕法刻蝕。一旦晶片272被去除，就完成基板204、204b和204c在載體基板210上的布置。

圖5d圖示包括圖5c的結(jié)構(gòu)與附著到載體基板210的asic202的處理階段或步驟。使用拾放技術(shù)（諸如通過使用smt組件放置系統(tǒng)）將asic202附著到載體基板210。在此類實(shí)施例中，asic202可以僅包括用于放置在載體基板210上的單個(gè)半導(dǎo)體管芯。因此，用于asic202的放置努力與基板204a、204b和204c相比可以是小的，所述基板204a、204b和204c可以包括任何數(shù)目的基板芯片（雖然僅圖示了三個(gè)），如上文參考其他圖描述的那樣。在替換實(shí)施例中，asic202可以包括超過一個(gè)放置在載體基板210上的半導(dǎo)體管芯。

圖5e圖示包括載體基板210、嵌入材料212、基板204a、204b和204c以及asic202的處理階段或步驟。上文參考圖4b描述的細(xì)節(jié)適用于圖5e的結(jié)構(gòu)的共同編號(hào)的元件。

圖5f圖示包括隔離層234和導(dǎo)電層236作為在嵌入材料212上形成并提供到asic202的電耦合的rdl232的部分的處理階段或步驟。上文參考圖4c描述的細(xì)節(jié)適用于圖5f的結(jié)構(gòu)的共同編號(hào)的元件。

圖5g圖示包括隔離層240、導(dǎo)電層242以及隔離層264作為rdl232的附加部分的處理階段或步驟。上文參考圖4d描述的細(xì)節(jié)適用于圖5g的結(jié)構(gòu)的共同編號(hào)的元件。

圖5h圖示包括圖5g的結(jié)構(gòu)外加焊球266和焊球268的處理階段或步驟。上文參考圖4e描述的細(xì)節(jié)適用于圖5h的結(jié)構(gòu)的共同編號(hào)的元件。

圖5i圖示包括封裝氣體傳感器裝置294的最終處理階段或步驟。上文參考圖4f描述的細(xì)節(jié)適用于圖5i的結(jié)構(gòu)的共同編號(hào)的元件。根據(jù)各種實(shí)施例，圖5a-5i圖示如上文參考圖4a-4f描述的用于封裝氣體傳感器裝置294的處理階段，其中已代替拾放技術(shù)而使用晶片272實(shí)現(xiàn)了基板204a、204b和204c的放置。在另外的實(shí)施例中，可以將如上文參考圖2a-2i描述的用于形成封裝氣體傳感器裝置290的過程、或者如上文參考圖3a-3f描述的用于形成封裝氣體傳感器裝置292的過程類似地修改成包括晶片272以用于放置基板204a、204b和204c。

根據(jù)各種實(shí)施例，如上文參考圖2a-2i、3a-3f、4a-4f以及5a-5i描述的封裝氣體傳感器裝置290、封裝氣體傳感器裝置292以及封裝氣體傳感器裝置294是如上文參考圖1描述的具有mems傳感器102和asic104的封裝裝置100的各種實(shí)施例實(shí)施方式。

圖6圖示形成實(shí)施例封裝裝置的實(shí)施例方法300的流程圖圖解。根據(jù)各種實(shí)施例，方法300包括步驟305、310、315、320、325、330和335。步驟305包括在載體基板上布置假圖案化結(jié)構(gòu)。假圖案化結(jié)構(gòu)例如是半導(dǎo)體基板。步驟310包括在載體基板上布置集成電路（ic）管芯。ic管芯可以是asic管芯。在步驟310之后，步驟315包括將假圖案化結(jié)構(gòu)和ic管芯中嵌入在模塑料中。例如，假圖案化結(jié)構(gòu)和ic管芯可以通過形成重組晶片封裝的ewlb過程被嵌入。

根據(jù)各種實(shí)施例，步驟320包括去除載體基板。步驟325包括鄰近假圖案化結(jié)構(gòu)的第一表面形成氣體傳感器?？梢栽诘谝槐砻嫣幵趓dl中形成氣體傳感器。在不同實(shí)施例中，氣體傳感器被形成具有面對(duì)假圖案化結(jié)構(gòu)或背對(duì)假圖案化結(jié)構(gòu)的氣體敏感材料。步驟330包括通過使模塑料薄化來使假圖案化結(jié)構(gòu)的第二表面暴露。第二表面與第一表面相對(duì)。步驟335包括通過刻蝕假圖案化結(jié)構(gòu)而在模塑料中形成腔體。例如，使用選擇性濕法或干法刻蝕來去除假圖案化結(jié)構(gòu)。

在各種實(shí)施例中，可以將方法300修改成包括附加步驟，或者可以按不同次序執(zhí)行步驟。在另外的實(shí)施例中，對(duì)于方法300的實(shí)施例封裝裝置，可以形成任何數(shù)目的腔體和氣體傳感器。例如，可以形成兩個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、八個(gè)、十個(gè)、十二個(gè)、十六個(gè)、二十個(gè)、二十四個(gè)或更多氣體傳感器和相應(yīng)腔體。

圖7圖示形成另一實(shí)施例封裝裝置的另一實(shí)施例方法340的流程圖圖解。根據(jù)各種實(shí)施例，方法340包括步驟345、350、355、360、365、370和375。步驟345包括在假圖案化結(jié)構(gòu)的第一表面上形成氣體傳感器。假圖案化結(jié)構(gòu)例如是半導(dǎo)體基板。步驟350包括在載體基板上布置假圖案化結(jié)構(gòu)。在步驟350之后，步驟355包括在載體基板上布置ic管芯。ic管芯可以是asic管芯。

根據(jù)各種實(shí)施例，步驟360包括將假圖案化結(jié)構(gòu)和ic管芯中嵌入在模塑料中。例如，假圖案化結(jié)構(gòu)和ic管芯可以通過形成重組晶片封裝的ewlb過程被嵌入。步驟365包括去除載體基板。此外，步驟370包括通過使模塑料薄化來使假圖案化結(jié)構(gòu)的第二表面暴露。第二表面與第一表面相對(duì)。步驟375包括通過刻蝕假圖案化結(jié)構(gòu)而在模塑料中形成腔體。例如，使用選擇性濕法或干法刻蝕來去除假圖案化結(jié)構(gòu)。

在各種實(shí)施例中，可以將方法340修改成包括附加步驟，或者可以按不同次序執(zhí)行步驟。在另外的實(shí)施例中，對(duì)于方法340的實(shí)施例封裝裝置，可以形成任何數(shù)目的腔體和氣體傳感器。例如，可以形成兩個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、八個(gè)、十個(gè)、十二個(gè)、十六個(gè)、二十個(gè)、二十四個(gè)或更多氣體傳感器和相應(yīng)腔體。

根據(jù)實(shí)施例，一種傳感器封裝包括：電絕緣基板，所述電絕緣基板包括位于其中的腔體；環(huán)境傳感器；集成電路管芯，其被嵌入在所述電絕緣基板中；以及多個(gè)導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，其將所述環(huán)境傳感器耦合到所述集成電路管芯。所述環(huán)境傳感器被所述電絕緣基板支撐并被鄰近所述腔體布置。其他實(shí)施例包括相應(yīng)系統(tǒng)和設(shè)備，其均被配置成執(zhí)行各種實(shí)施例方法。

在各種實(shí)施例中，所述腔體包括在所述電絕緣基板中的多個(gè)腔體，所述環(huán)境傳感器包括多個(gè)環(huán)境傳感器，其中，所述多個(gè)環(huán)境傳感器中的每個(gè)環(huán)境傳感器被所述電絕緣基板支撐并被鄰近所述多個(gè)腔體中的一個(gè)腔體布置，并且所述多個(gè)導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)將所述多個(gè)環(huán)境傳感器耦合到所述集成電路管芯。

在各種實(shí)施例中，所述多個(gè)環(huán)境傳感器包括多個(gè)氣體傳感器。在某些實(shí)施例中，所述多個(gè)氣體傳感器中的每個(gè)氣體傳感器包括被暴露于所述多個(gè)腔體中的一個(gè)腔體的氣體敏感層。此外，所述多個(gè)腔體中的每個(gè)腔體可以通過電絕緣基板從電絕緣基板的第一表面延伸至電絕緣基板的第二表面，其中所述第一表面與所述第二表面相對(duì)。在附加實(shí)施例中，所述傳感器封裝還包括覆蓋所述多個(gè)腔體的電絕緣基板的第一表面上的蓋層，其中所述蓋層包括在流體上（fluidically）耦合到所述多個(gè)腔體的多個(gè)開口，并且其中所述多個(gè)環(huán)境傳感器被布置在所述電絕緣基板的第二表面處。在此類實(shí)施例中，所述多個(gè)開口可以包括疏水開口。

在各種實(shí)施例中，所述電絕緣基板包括模塑料。在其他實(shí)施例中，所述電絕緣基板包括玻璃或陶瓷。在某些實(shí)施例中，所述傳感器封裝還包括在所述多個(gè)導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)上的結(jié)構(gòu)支撐層。所述傳感器封裝還可以包括：多個(gè)接觸焊盤，其被耦合到所述多個(gè)導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)；以及多個(gè)焊接元件，其被耦合到所述多個(gè)接觸焊盤。在某些此類實(shí)施例中，所述焊接元件被布置為球柵陣列（bga）或連接盤柵格陣列（lga）。在另外的實(shí)施例中，所述傳感器封裝還包括覆蓋所述多個(gè)環(huán)境傳感器的氣體可滲透膜，其中所述氣體可滲透膜包括疏水結(jié)構(gòu)。

根據(jù)實(shí)施例，一種形成傳感器封裝的方法包括：在載體基板上布置假圖案化結(jié)構(gòu)，在載體基板上布置集成電路管芯，將所述假圖案化結(jié)構(gòu)和所述集成電路管芯嵌入在電絕緣材料中，去除載體基板，鄰近假圖案化結(jié)構(gòu)的第一表面形成環(huán)境傳感器，通過使電絕緣材料薄化來使假圖案化結(jié)構(gòu)的第二表面暴露，以及通過刻蝕假圖案化結(jié)構(gòu)在電絕緣材料中形成腔體。假圖案化結(jié)構(gòu)的第二表面與假圖案化結(jié)構(gòu)的第一表面相對(duì)。其他實(shí)施例包括相應(yīng)系統(tǒng)和設(shè)備，其均被配置成執(zhí)行各種實(shí)施例方法。

在各種實(shí)施例中，形成環(huán)境傳感器包括形成氣體傳感器。在某些實(shí)施例中，形成氣體傳感器包括形成具有面對(duì)假圖案化結(jié)構(gòu)的氣體敏感層的氣體傳感器。在其他實(shí)施例中，形成氣體傳感器包括形成具有背對(duì)假圖案化結(jié)構(gòu)的氣體敏感層的氣體傳感器。

在各種實(shí)施例中，在載體基板上布置假圖案化結(jié)構(gòu)包括在載體基板上布置多個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)，鄰近假圖案化結(jié)構(gòu)的第一表面形成氣體傳感器包括形成多個(gè)氣體傳感器，并且通過刻蝕假圖案化結(jié)構(gòu)在電絕緣材料中形成腔體包括通過刻蝕所述多個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)在電絕緣材料中形成多個(gè)腔體。在此類實(shí)施例中，鄰近所述多個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)中的一個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)的第一表面形成所述多個(gè)氣體傳感器中的每個(gè)氣體傳感器。在某些實(shí)施例中，所述多個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)中的每個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)包括硅假基板。在另外的實(shí)施例中，在載體基板上布置所述多個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)包括使用拾放技術(shù)來放置所述多個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)中的每個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)。在仍然另外的實(shí)施例中，在載體基板上布置所述多個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)包括用假圖案將假晶片圖案化，將假晶片放置在載體基板上，以及使假晶片薄化以在載體基板上形成所述多個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)。

在各種實(shí)施例中，形成氣體傳感器包括形成加熱元件，形成電絕緣層，在電絕緣層上形成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，以及在導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上形成氣體敏感層。在某些實(shí)施例中，所述方法還包括形成被耦合到環(huán)境傳感器和集成電路管芯的多個(gè)導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)。所述方法還可以包括形成覆蓋電絕緣材料中的腔體的蓋層，其中所述蓋層包括連接到腔體的開口。

在各種實(shí)施例中，將假圖案化結(jié)構(gòu)和集成電路管芯嵌入在電絕緣材料中包括將假圖案化結(jié)構(gòu)和集成電路管芯嵌入在模塑料中。在某些實(shí)施例中，將假圖案化結(jié)構(gòu)和集成電路管芯嵌入在模塑料中包括使用嵌入式圓片級(jí)球柵陣列（ewlb）過程來形成重組晶片。在其他實(shí)施例中，將假圖案化結(jié)構(gòu)和集成電路管芯嵌入在電絕緣材料中包括將假圖案化結(jié)構(gòu)和集成電路管芯嵌入在玻璃或陶瓷中。

根據(jù)實(shí)施例，一種形成傳感器封裝的方法包括：在假圖案化結(jié)構(gòu)的第一表面上形成環(huán)境傳感器，在載體基板上布置假圖案化結(jié)構(gòu)，在載體基板上布置集成電路管芯，將所述假圖案化結(jié)構(gòu)和所述集成電路管芯嵌入在電絕緣材料中，去除載體基板，通過使電絕緣材料薄化來使假圖案化結(jié)構(gòu)的第二表面暴露，以及通過刻蝕假圖案化結(jié)構(gòu)在電絕緣材料中形成腔體。假圖案化結(jié)構(gòu)的第二表面與假圖案化結(jié)構(gòu)的第一表面相對(duì)。其他實(shí)施例包括相應(yīng)系統(tǒng)和設(shè)備，其均被配置成執(zhí)行各種實(shí)施例方法。

在各種實(shí)施例中，所述方法還包括形成覆蓋電絕緣材料中的腔體的蓋層，其中，所述蓋層包括連接到腔體的開口。在某些實(shí)施例中，形成環(huán)境傳感器包括形成氣體傳感器。在附加實(shí)施例中，在假圖案化結(jié)構(gòu)的第一表面上形成氣體傳感器包括形成多個(gè)氣體傳感器，在載體基板上布置假圖案化結(jié)構(gòu)包括在載體基板上布置所述多個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)，以及通過刻蝕假圖案化結(jié)構(gòu)在電絕緣材料中形成腔體包括通過刻蝕所述多個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)在電絕緣材料中形成多個(gè)腔體。在此類實(shí)施例中，所述多個(gè)氣體傳感器中的每個(gè)氣體傳感器被形成在多個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)中的一個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)的第一表面上。在另外的實(shí)施例中，所述多個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)中的每個(gè)假圖案化結(jié)構(gòu)包括硅假基板。

在各種實(shí)施例中，將假圖案化結(jié)構(gòu)和集成電路管芯嵌入在電絕緣材料中包括將假圖案化結(jié)構(gòu)和集成電路管芯嵌入在模塑料中。在此類實(shí)施例中，將假圖案化結(jié)構(gòu)和集成電路管芯嵌入在模塑料中可以包括使用嵌入式圓片級(jí)球柵陣列（ewlb）過程來形成重組晶片。在其他實(shí)施例中，將假圖案化結(jié)構(gòu)和集成電路管芯嵌入在電絕緣材料中包括將假圖案化結(jié)構(gòu)和集成電路管芯嵌入在玻璃或陶瓷中。

本文中所述的各種實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)可以包括封裝氣體傳感器裝置，其不具有鄰近加熱元件的基板，導(dǎo)致減小的熱容量和改善的熱性能。各種實(shí)施例的另外的優(yōu)點(diǎn)可以包括小封裝尺寸、低處理成本以及穩(wěn)健性封裝裝置。

雖然已參考說明性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但不意圖以限制性意義解釋本描述。在參考本描述時(shí)，對(duì)說明性實(shí)施例的各種修改和組合以及本發(fā)明的其他實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將是顯而易見的。因此，意圖所附權(quán)利要求包含任何此類修改或?qū)嵤├?/p>