感測(cè)模塊及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種感測(cè)模塊及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種流體感測(cè)模塊及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]感測(cè)技術(shù)包括用以感測(cè)流體特征(例如濃度等)的模塊。一般光學(xué)式氣體模塊是在發(fā)光器與光感測(cè)器之間形成一通道，當(dāng)流體經(jīng)過(guò)通道時(shí)吸收光線藉以得知該氣體特征。為了提高感測(cè)效能與靈敏度，通常作法是增大通道的尺寸，藉此增加發(fā)光器與光感測(cè)器之間的距離，以增加光線與氣體接觸的量。然而，尺寸增加的必要性會(huì)使得產(chǎn)品無(wú)法縮小化，而限制其應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是有關(guān)于一種感測(cè)模塊及其制造方法。感測(cè)模塊的體積小且制造方法簡(jiǎn)單。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，提出一種感測(cè)模塊，包括一基板、一蓋板、一封裝體結(jié)構(gòu)、一流管、一發(fā)光器與一光感測(cè)器。蓋板具有一第一光反射面面對(duì)基板的一基板表面。封裝體結(jié)構(gòu)配置在基板表面與第一光反射面之間?；?、蓋板與封裝體結(jié)構(gòu)定義出一腔體結(jié)構(gòu)。流管配置在封裝體結(jié)構(gòu)中并穿過(guò)封裝體結(jié)構(gòu)，以連通腔體結(jié)構(gòu)。發(fā)光器配置于基板的基板表面上。光感測(cè)器配置于基板的基板表面上。發(fā)光器與光感測(cè)器對(duì)應(yīng)腔體結(jié)構(gòu)。從發(fā)光器發(fā)出的光線是于腔體結(jié)構(gòu)中經(jīng)過(guò)第一光反射面反射之后被光感測(cè)器接收。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，提出一種感測(cè)模塊的制造方法，包括以下步驟。配置一發(fā)光器與一光感測(cè)器于一基板的一基板表面上。形成一封裝體結(jié)構(gòu)于基板的基板表面上?；?、蓋板與封裝體結(jié)構(gòu)定義出一腔體結(jié)構(gòu)。發(fā)光器與光感測(cè)器對(duì)應(yīng)腔體結(jié)構(gòu)。配置一流管于封裝體結(jié)構(gòu)中并穿過(guò)封裝體結(jié)構(gòu)。配置一蓋板于封裝體結(jié)構(gòu)上。蓋板具有一第一光反射面面對(duì)基板的基板表面。
[0006]為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下:
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1其繪示根據(jù)一實(shí)施例的感測(cè)模塊的剖面圖。
[0008]圖2其繪示根據(jù)一實(shí)施例的感測(cè)模塊的剖面圖。
[0009]圖3其繪示根據(jù)一實(shí)施例的感測(cè)模塊的剖面圖。
[0010]圖4其繪示根據(jù)一實(shí)施例的感測(cè)模塊的剖面圖。
[0011]圖5A至圖5F繪示根據(jù)一實(shí)施例的感測(cè)模塊的制造方法。
[0012]主要元件符號(hào)說(shuō)明:
[0013]102:基板
[0014]104:蓋板
[0015]106:封裝體結(jié)構(gòu)
[0016]108:流管
[0017]110:發(fā)光器
[0018]112:光感測(cè)器
[0019]114:基板表面
[0020]116:腔體結(jié)構(gòu)
[0021]118:下封裝體部分
[0022]120:上封裝體部分
[0023]122:第一光反射面
[0024]124:主動(dòng)芯片
[0025]126:主動(dòng)芯片
[0026]128:被動(dòng)芯片
[0027]130:溫控器
[0028]132:透光層
[0029]133:焊料球
[0030]234:結(jié)構(gòu)層
[0031]236:第二光反射面
[0032]538:容納空間
【具體實(shí)施方式】
[0033]請(qǐng)參照?qǐng)D1，其繪示根據(jù)一實(shí)施例的感測(cè)模塊的剖面圖，包括一基板102、一蓋板104、一封裝體結(jié)構(gòu)106、一流管108、一發(fā)光器110與一光感測(cè)器112。
[0034]封裝體結(jié)構(gòu)106配置在基板102的一基板表面114上。流管108位于基板102與蓋板104之間。實(shí)施例中，流管108配置在封裝體結(jié)構(gòu)106中并穿過(guò)封裝體結(jié)構(gòu)106。一實(shí)施例中，發(fā)光器110與光感測(cè)器112于基板表面114上定義出一區(qū)域，封裝體結(jié)構(gòu)106覆蓋部分基板表面114及蓋板104表面，并露出該區(qū)域，該基板102、該蓋板104及封裝體結(jié)構(gòu)106共同定義出一腔體結(jié)構(gòu)(chamber) 116，該腔體結(jié)構(gòu)116作為通道之用，并連通穿過(guò)封裝體結(jié)構(gòu)106的流管108。發(fā)光器110與光感測(cè)器112分別對(duì)應(yīng)該腔體結(jié)構(gòu)116。一實(shí)施例中，封裝體結(jié)構(gòu)106包括一下封裝體部分118與一上封裝體部分120，且流管108是配置在下封裝體部分118與上封裝體部分120之間。蓋板104配置在封裝體結(jié)構(gòu)106上，并具有一第一光反射面122面對(duì)基板102的基板表面114。
[0035]實(shí)施例中，配置方法是使發(fā)光器110發(fā)出的光線，能于腔體結(jié)構(gòu)116中經(jīng)過(guò)第一光反射面122反射之后，再被光感測(cè)器112接收。此設(shè)計(jì)增長(zhǎng)了光線在腔體結(jié)構(gòu)116中的行進(jìn)路徑，因此提升光線與流體之間反應(yīng)作用，以提高感測(cè)效能與靈敏度。通過(guò)此設(shè)計(jì)，腔體結(jié)構(gòu)116也能制作成更小的尺寸，而且仍能保有一定水準(zhǔn)的感測(cè)效能，感測(cè)模塊整體尺寸亦能藉此縮小。由于感測(cè)模塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且尺寸小，能應(yīng)用在人體穿著、醫(yī)療管理、4C等各種終端、或是貼近特殊表面上產(chǎn)品的應(yīng)用。
[0036]電子元件包括主動(dòng)芯片124、主動(dòng)芯片126、被動(dòng)芯片128、溫控器130、或其他合適的裝置，配置在基板102的基板表面114上。其中主動(dòng)芯片124、126與被動(dòng)芯片128被封裝體結(jié)構(gòu)106包覆。一實(shí)施例中，可以一透光層132包覆發(fā)光器110、光感測(cè)器112與溫控器130。透光層132可用作保護(hù)層，使發(fā)光器110、光感測(cè)器112與溫控器130隔離于腔體結(jié)構(gòu)116中流動(dòng)的流體。由于發(fā)光器110、光感測(cè)器112、主動(dòng)芯片124、主動(dòng)芯片126、被動(dòng)芯片128、溫控器130是受透光層132與封裝體結(jié)構(gòu)106保護(hù)，因此其可為裸晶(Bare chip)。裸晶的體積小，因此能夠在提高一定空間中擺放裝置單元的數(shù)量與種類，有利于高階封裝的多功能模塊制作，并使產(chǎn)品的應(yīng)用范圍更廣。裝置單元并不限于圖1所示的配置方式，而可視產(chǎn)品需求適當(dāng)改變。舉例來(lái)說(shuō)，其他的主動(dòng)芯片及/或被動(dòng)芯片(未顯示)亦可配置在透光層132的下方，以受透光層132的保護(hù)。被動(dòng)芯片128例如電容、電阻或電感。溫控器130可用以恒定感測(cè)環(huán)境的溫度，一實(shí)施例中，是配置在腔體結(jié)構(gòu)116中基板表面114中央的位置，以得到準(zhǔn)確的量測(cè)結(jié)果。實(shí)施例中，溫控器130具有加熱功能。
[0037]實(shí)施例中，基板102為一半導(dǎo)體基板例如PCB等，且發(fā)光器110、光感測(cè)器112、主動(dòng)芯片124、主動(dòng)芯片126、被動(dòng)芯片128與溫控器130是以打線電性連接至基板102。
[0038]實(shí)施例中，感測(cè)模塊是用以感測(cè)流體特征。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)感測(cè)流體為二氧化碳(CO2)氣體時(shí)，發(fā)光器110發(fā)出的光線為二氧化碳?xì)怏w可反應(yīng)吸收的紅外線(Infraredray, IR)光源(波長(zhǎng)例如為940nm)。一實(shí)施例中，當(dāng)光線路徑被設(shè)計(jì)成大于25mm時(shí),則可量到流體中二氧化碳的濃度約0.02?0.03%,。一實(shí)施例中，透光層132為全透明的材質(zhì)，并可在透光層132的上表面配置一濾光層(未繪示，例如包括紅外線濾光層)，以過(guò)濾光線中特定波長(zhǎng)的部分(例如紅外線)進(jìn)入腔體結(jié)構(gòu)116與流體進(jìn)行反應(yīng)。其他實(shí)施例中，透光層132是使用具有濾光性質(zhì)的材質(zhì)。焊料球133可物性且電性連接至基板102的下表面露出的接墊(未繪示)。
[0039]圖2繪示根據(jù)一實(shí)施例的感測(cè)模塊的剖面圖，其與圖1的感測(cè)模塊的差異說(shuō)明如下。感測(cè)模塊包括一結(jié)構(gòu)層234，配置在透光層132上。結(jié)構(gòu)層234具有一第二光反射