一种芯片模组、流量传感器封装结构及其制备方法与流程-j9九游会真人

1.本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种流量传感器封装结构及其制备方法。


背景技术：

2.流量传感器作为一种功能器件，通过对流量的测量，可以掌握流动的过程，实现生产的自动化，把控可能出现的问题，提高生产效率，并减少能源损耗，在许多领域均有十分重要的应用。近年来，生物、医疗领域蓬勃发展，对生物、医疗领域的液体测试要求逐渐提高。医疗领域的测试液体因其特殊性，传统的液体流量传感器与测试液体接触的区域容易发生生物、化学反应，容易造成测试结果不准确、不稳定等问题，甚至还会引起流量传感器的损坏。因此，目前市面上的液体流量传感器，可用于医疗领域的很少，难以满足生物、医疗领域的液体测试需求。
3.为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种芯片模组、流量传感器封装结构及其制备方法。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例提供一种芯片模组、流量传感器封装结构及其制备方法。
5.根据本技术实施例的第一方面，提供了一种芯片模组，所述芯片模组包括：
6.基板；
7.凹槽，所述凹槽位于所述基板的上表面；
8.芯片，所述芯片设置于所述凹槽内，且与所述凹槽通过第一胶体粘接；其中，
9.所述第一胶体包括生物相容性材料。
10.在一些实施例中，所述第一胶体包括胶水或者固态粘贴。
11.在一些实施例中，所述芯片包括基体、绝缘薄膜以及位于所述基体与所述绝缘薄膜之间的加热电阻，其中，所述基体上还设有空腔，所述空腔对应位于所述加热电阻的下方。
12.在一些实施例中，所述芯片模组还包括：设置于所述芯片的背面且位于所述空腔两侧的防溢胶槽。
13.在一些实施例中，所述芯片模组还包括：
14.设置于所述基板上表面的至少一个基板焊点；
15.设置于所述芯片上的至少一个芯片焊点，所述基板焊点与所述芯片焊点通过引线连接，所述引线被引线保护层包裹；其中，
16.所述引线包括生物相容性金属材料，所述引线保护层包括生物相容性绝缘材料。
17.根据本技术实施例的第二方面，还提供了一种流量传感器封装结构，所述流量传感器封装结构包括如前述实施例中任一项所述的芯片模组，其特征在于，所述流量传感器封装结构还包括：流道壳体，所述流道壳体包括主流道壳体和位于所述主流道壳体两侧的第一流道壳体和第二流道壳体，所述主流道壳体上设置有窗口和填充所述窗口的填充层；
所述主流道壳体与所述基板形成密闭空腔作为主流道，沿垂直方向的投影中，所述主流道壳体的投影至少覆盖所述凹槽沿垂直方向的投影。
18.在一些实施例中，所述主流道壳体通过第二胶体与所述基板粘接，所述第二胶体包括生物相容性材料。
19.在一些实施例中，所述第一胶体、所述第二胶体以及所述引线保护层具有不同的粘度和/或流动性。
20.在一些实施例中，所述基板与所述主流道壳体接触的表面设有基板涂覆层，所述基板涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层，所述第二涂覆层覆盖所述凹槽的内表面，所述第一涂敷层覆盖所述基板凹槽区域以外的表面，其中，所述涂覆层沿垂直方向的投影覆盖所述主流道沿垂直方向的投影，所述基板涂敷层包括生物相容性金属材料。
21.在一些实施例中，所述芯片的上表面还设有芯片涂敷层，所述芯片涂敷层包括生物相容性金属材料。
22.根据本技术实施例的第三方面，提供了一种流量传感器封装结构的制备方法，所述方法包括：
23.提供芯片与基板，所述基板的上表面设有凹槽；
24.通过第一胶体将所述芯片粘接于所述凹槽内；其中，
25.所述第一胶体包括生物相容性材料。
26.在一些实施例中，当所述第一胶体包括胶水时；通过第一胶体将所述芯片粘接于所述凹槽内，包括：
27.在所述凹槽底部的四周点第一胶体；
28.采用机械手将所述芯片放置于所述第一胶体的上方；
29.固化所述第一胶体。
30.在一些实施例中，当所述第一胶体包括固态粘贴时，所述提供芯片，包括：
31.将固态粘贴贴在晶圆的背面，所述晶圆包括至少一个芯片；
32.切割所述晶圆与所述固态粘贴，得到分离的至少一个芯片与固态粘贴的叠层；
33.通过第一胶体将所述芯片粘接于所述凹槽内，包括：
34.采用带有加热装置的机械手将所述叠层贴敷在所述凹槽内，在贴敷的同时加热装置对所述固态粘贴进行加热使所述固态粘贴暂时融化；
35.固化融化的所述固态粘贴。
36.在一些实施例中，所述基板还包括至少一个基板焊点，所述芯片包括至少一个芯片焊点，在将所述芯片粘接于所述凹槽内之后，所述方法还包括：
37.打线键合，通过引线将所述基板焊点与所述芯片焊点一一电连接；
38.对所述引线进行喷胶，形成包裹所述引线的引线保护层；
39.采用填充胶体填充所述芯片与所述凹槽之间的缝隙，使得所述芯片的上表面与所述凹槽的上表面齐平；
40.固化所述填充胶体；
41.提供流道壳体；
42.通过第二胶体将所述流道壳体与所述基板的上表面粘接，所述流道壳体覆盖所述凹槽以及部分所述基板的上表面；其中，
43.所述填充胶体、所述第二胶体和/或所述引线保护层的材料包括生物相容性材料。
44.在一些实施例中，所述流道壳体包括主流道壳体和位于所述主流道壳体两侧的第一流道壳体和第二流道壳体，所述主流道壳体上设置有窗口；
45.通过第二胶体将所述流道壳体与所述基板的上表面粘接，所述流道壳体覆盖所述凹槽以及部分所述基板的上表面，包括：
46.将第二胶体涂敷至所述主流道壳体待与所述基板粘接的区域；
47.将所述引线从所述窗口穿过；
48.将所述流道壳体贴至所述基板的上表面；
49.固化所述第二胶体；
50.采用胶水涂敷密封所述窗口；
51.采用胶水将所述主流道壳体与所述基板的接合处再次涂敷胶水；
52.加热固化胶水。
53.在一些实施例中，所述第二胶体为固态粘贴，所述将涂敷至所述流道壳体待与所述基板上表面接触的区域，包括：
54.提供卷状固态粘贴膜，所述卷状固态粘贴膜包括卷状底膜、分立设置在所述卷状底膜上的多个固态粘贴以及分立设置在所述固态粘贴上的保护膜，所述保护膜的尺寸大于所述固体粘贴的尺寸；
55.采用机械手将所述固态粘贴与所述卷状底膜分离；
56.利用吸嘴将所述固态粘贴贴敷至所述主流道壳体上；
57.再用机械手剥离所述保护膜；
58.将贴有固态粘贴的所述主流道壳体贴敷至所述基板的上表面。
59.本技术实施例中，通过采用具有生物相容性的第一胶体将芯片与凹槽底部实现粘结，具有生物相容性的第一胶体能够与生物或医疗液体试剂相容，减少不必要的生物或化学反应，从而能够保证流量传感器的测量准确度和稳定性。
附图说明
60.图1为本技术实施例提供的流量传感器封装结构的垂直剖面示意图；
61.图2为本技术实施例提供的封装结构中基板和芯片的俯视示意图；
62.图3为本技术实施例提供的芯片结构的放大示意图；
63.图4为本技术实施例提供的芯片沿aa方向的垂直剖面示意图；
64.图5为第一胶体采用胶水的实施例中封装结构的垂直剖面示意图；
65.图6为第一胶体采用固态粘贴的实施例中封装结构的垂直剖面示意图；
66.图7为本技术实施例提供的流量传感器封装结构的俯视示意图；
67.图8为本技术实施例提供的流量传感器封装结构的制备方法流程图；
68.图9a-13为本技术实施例提供的流量传感器封装结构的制备方法对应各步骤的结构图。
具体实施方式
69.下面将参照附图更详细地描述本技术公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了
本技术的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本技术，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本技术，并且能够将本技术公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
70.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述；即，这里不描述实际实施例的全部特征，不详细描述公知的功能和结构。
71.在附图中，为了清楚，层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
72.应当明白，当元件或层被称为“在
……
上”、“与
……
相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在
……
上”、“与
……
直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时，并不表明本技术必然存在第一元件、部件、区、层或部分。
73.空间关系术语例如“在
……
下”、“在
……
下面”、“下面的”、“在
……
之下”、“在
……
之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在
……
下面”和“在
……
下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
74.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
75.为了彻底理解本技术，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本技术的技术方案。本技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本技术还可以具有其他实施方式。
76.流量传感器作为一种功能器件，通过对流量的测量，可以掌握流动的过程，实现生产的自动化，把控可能出现的问题，提高生产效率，并减少能源损耗，在许多领域均有十分重要的应用。然而，目前市面上的液体流量传感器，可用于医疗领域的很少。因此，如何优化流量传感器以提高其在生物领域的应用效果成为重要的研究方向。
77.基于此，本技术实施例提供一种芯片模组，具体请参见附图1，如附图1所示，所述
模组包括：
78.基板101；
79.凹槽102，所述凹槽102位于所述基板101的上表面；
80.芯片103，所述芯片103设置于所述凹槽102内，且与所述凹槽102通过第一胶体107粘接；其中，
81.所述第一胶体107包括生物相容性材料。
82.本技术实施例通过采用生物相容性的第一胶体107将芯片103与凹槽102底部实现粘结，具有生物相容性的第一胶体107能够与生物或医疗液体试剂相容，减少不必要的生物或化学反应，从而能够保证流量传感器的测量准确度和稳定性。
83.在实际操作中，所述基板101包括但不限于pcb基板、半导体基板或陶瓷基板等；所述芯片103可以为传感器芯片，包括但不限于mems流量传感器芯片等。所述凹槽102可以形成于所述基板101的正中间，用于贴装芯片103，所述凹槽102可以为规则形状，例如包括但不限于长方形或正方形等。
84.这里，所述凹槽102可以通过钻孔、铣、磨等多道机加工工序制作而成。凹槽102的尺寸要能够与芯片103的尺寸契合。在一些实施例中，所述凹槽102为长方形，所述凹槽102的长度比所述芯片103的长度大30-60微米，所述凹槽102的宽度比所述芯片103的宽度大30-60微米，所述凹槽102的深度比所述芯片103的厚度大30-60微米，例如所述凹槽102的长度、宽度和深度分别比所述芯片103的长度、宽度和厚度大35微米、45微米、50微米或55微米。在一具体实施例中，所述凹槽102的长度为9.12mm，宽度为5.52mm，深度为0.6mm，芯片103的长度为8.065mm，宽度为4.984mm，芯片103厚度为0.5mm。通过将凹槽102的尺寸设置为略大于所述芯片103的尺寸，使得芯片103与凹槽102的底部和侧壁之间形成一定空隙，所述空隙用于容置位于芯片103底部的第一胶体107以及位于所述芯片103与所述凹槽102侧壁之间的填充胶体，以保证最终封装得到的芯片103的上表面与所述基板101的上表面齐平。
85.附图2为封装结构中基板101和芯片103的俯视示意图，如附图2所示，在一些实施例中，所述芯片模组还包括：
86.设置于所述基板101上表面的至少一个基板焊点109；
87.设置于所述芯片103上的至少一个芯片焊点108，所述基板焊点与所述芯片焊点通过引线110连接，所述引线110被引线保护层(图中未示出)包裹；其中，
88.所述引线110包括生物相容性金属材料，所述引线保护层包括生物相容性绝缘材料。
89.在实际工艺中，通常通过引线键合机，按焊点对应的顺序依次打上引线110，使芯片103与基板101连接导通。由于引线110较软，且有一定的弧度，容易相互接触产生短路，因此引线110需要用引线保护层涂敷保护，防止流体介质的冲刷导致短路。本技术实施例的引线110采用生物相容性金属材料，能够与生物或医疗液体试剂相容，减少不必要的生物或化学反应，从而能够保证流量传感器的测量准确度和稳定性。在一些具体实施例中，所述引线110包括但不限于金，所述引线保护层包括但不限于环氧树脂、医药级聚乙烯醇或氧化硅的一种或多种。
90.附图3为本技术实施例中采用的芯片103的俯视示意图，附图4为芯片103沿aa方向的截面示意图。
91.在一些实施例中，如附图3-4所示，所述芯片103包含基体111、绝缘薄膜112以及位于所述基体111与所述绝缘薄膜112之间的加热电阻115，其中，所述基体111上还设有空腔113，所述空腔113对应位于所述加热电阻115的下方。
92.本实施例中，基体111上对应加热电阻115的位置设置有空腔113，能够对加热电阻115进行隔热，提高流量传感器的测量效率和稳定性。
93.在实际操作中，所述绝缘薄膜112可以覆盖除基体111的芯片焊点108以外的区域，所述基体111与所述绝缘薄膜112之间还设置有测温电阻114。
94.这里，所述基体111可以为半导体材料，包括但不限于硅、锗、三五族半导体或氧化物半导体等一种或多种材料；所述空腔113可以为矩形的围框；绝缘薄膜112可以为单层薄膜，例如氮氧化硅薄膜，也可以为多层薄膜，例如由氧化硅和氮化硅组成的复合薄膜。这里，所述绝缘薄膜112可以通过低压力化学气相沉积(lpcvd)设备，在至少800度高温下生长，通过上述设备和工艺条件生长的薄膜致密性较好。所述空腔113可以通过氢氧化钾湿法腐蚀掉部分基体111得到。应当理解的是，在一些实施例中，所述基体111也可以不设置空腔113。
95.在一些实施例中，所述第一胶体107可以包括胶水。在实际操作中，所述胶水可以包括但不限于环氧树脂、医药级聚乙烯醇或氧化硅的一种或多种。
96.当所述芯片103设置有空腔113时，由于胶水的流动性较强，在将芯片103贴装至所述凹槽102上时，胶水容易溢出至空腔113中，从而填充或半填充所述空腔113，造成空腔113的隔热效果下降，破坏传感器的性能。因此，在芯片103上设置有空腔113的实施方式中，如图5所示，在所述芯片103的背面位于所述空腔113两侧的区域上还可以进一步设置防溢胶槽121，用于容至多余的胶水，避免胶水溢出至空腔113处影响隔热效果。
97.应当理解的是，所述第一胶体107不限定为只包括胶水，在一些其他实施例中，如附图6所示，所述第一胶体107也可以包括固态粘贴，例如包括但不限于芯片粘贴膜(die attach film，以下简称daf膜)。
98.流量传感器对于流场要求比较严格，芯片103上下倾斜，旋转角度都会影响性能，且芯片103中间的空腔113不可以被其他物体填充。当第一胶体107使用使用胶水时，因胶水有流动性，芯片103粘贴在基板101凹槽102的位置，会慢慢的偏移，芯片103会发生倾斜、旋转，胶水在粘贴过程中不好控制胶量，胶水过少，芯片103和基板101的粘附力不够，胶水过多，芯片103的空腔113就会被胶水填满，空腔113无法起到隔热的效果。还有液体流过芯片103表面的时候，液体不可以流到芯片103空腔113下面，这就要求芯片103底部和基板101凹槽102接触的地方不可以有空洞。
99.第一胶体107采用固态粘贴取代胶水的实施方式，也是通过die attach的方式，只要die attach设备的位置调好，将芯片103及固态粘贴贴在凹槽102底面后，芯片103位置就不容易偏移，同时也不容易有空洞。此外，采用固态粘贴来粘接芯片103和凹槽102底部，利用固态粘贴流动性弱的特点，还可以避免胶体进入空腔113中，同时每一颗芯片103的一致性可以保证。
100.根据本技术实施例的第二方面，本发明实施例还提供了一种流量传感器封装结构，所述流量传感器封装结构包括如前述实施例中任一项所述的芯片模组。附图1为本发明实施例提供的流量传感器封装结构的垂直剖面示意图，附图7位本发明实施例提供的流量传感器封装结构的俯视图，如图1和图7所示，所述流量传感器封装结构还包括：
101.流道壳体105，所述流道壳体105包括主流道壳体116和位于所述主流道壳体116两侧的第一流道壳体117和第二流道壳体118，所述主流道壳体116上设置有窗口119和填充所述窗口119的填充层120；所述主流道壳体116与所述基板101形成密闭空腔作为主流道104，沿垂直方向的投影中，所述主流道壳体116的投影至少覆盖所述凹槽102沿垂直方向的投影；所述流道壳体105与所述基板101之间通过第二胶体(图中未示出)粘接，所述第二胶体包括生物相容性材料。
102.在实际操作中，所述第二胶体可以为胶水或者固态粘贴，例如包括但不限于环氧树脂、医药级聚乙烯醇或氧化硅的一种或多种、daf膜等。
103.本实施例通过具有生物相容性的第二胶体将流道壳体105与基板101之间实现粘结，生物相容性的第二胶体能够与生物或医疗液体试剂相容，减少不必要的生物或化学反应，从而能够保证流量传感器的测量准确度和稳定性。
104.在一些实施例中，所述第一胶体107、所述第二胶体以及所述引线保护层具有不同的粘度和/或流动性。
105.由于芯片103的表面出现倾斜或旋转将影响器件性能，因此，芯片103与凹槽102之间的第一胶体107不希望拥有太高的流动性，而引线110一般较软，引线保护层的流动性差将难以完全包裹弯曲的引线110，相反，芯片103需经受待测液体的冲刷，第一胶体107粘度不够会带来芯片103倾斜、脱落等问题，而引线保护层粘度太大可能会导致引线110相互接触造成短路等问题。为此，在一些具体实施例中，所述引线保护层的流动性大于所述第二胶体的流动性，所述第二胶体的流动性大于所述第一胶体107的流动性。具体的，例如所述引线保护层的流动性是第二胶体的流动性的2-10倍，优选为5-10倍，所述第二胶体的流动性是所述第一胶体107流动性的1.5-5倍，优选为2-3倍。在一些实施例中，所述第一胶体107的粘度大于所述第二胶体的粘度，所述第二胶体的粘度大于所述引线保护层的粘度。具体的，例如所述第一胶体107的粘度是第二胶体的粘度的2-7倍，优选为3-7倍，所述第二胶体的粘度是所述第一胶体107粘度的1.5-3倍，优选为2-2.5倍。
106.在一些实施方式中，所述基板101在朝向所述流道壳体105一侧的表面设有基板涂覆层(图中未示出)，所述基板涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层，所述第二涂覆层覆盖所述凹槽102的内表面，所述第一涂敷层覆盖所述基板101凹槽102区域以外的表面，其中，所述涂覆层沿垂直方向的投影覆盖所述主流道104沿垂直方向的投影，所述涂覆层的材料包括生物相容性金属材料，例如包括但不限于金。在该实施例中，通过在基板101朝向流道壳体105一侧的表面设有生物相容的涂敷层，能够进一步减少不必要的生物或化学反应，从而能够保证流量传感器的测量准确度和稳定性。
107.在一些其他实施方式中，所述芯片103的表面还设置有芯片涂敷层(图中未示出)，所述芯片涂敷层包括生物相容性金属材料，例如包括但不限于金。所述芯片涂敷层用于保护所述芯片103避免与待测液体发生生物或化学反应，造成测量准确度下降和不稳定等问题。
108.根据本技术实施例的第三方面，提供了一种流量传感器封装结构的制备方法，如图8所示，所述方法包括：
109.步骤801：提供芯片103与基板101，所述基板101的上表面设有凹槽102；
110.步骤802：通过第一胶体107将所述芯片103粘接于所述凹槽102内；其中，
111.所述第一胶体107包括生物相容性材料。
112.本技术实施例通过具有生物相容性的第一胶体107将芯片103与凹槽102底部实现粘结，具有生物相容性的第一胶体107能够与生物或医疗液体试剂相容，减少不必要的生物或化学反应，从而能够保证流量传感器的测量准确度和稳定性。
113.以下内容将参照附图9a-13对本技术提供的流量传感器封装结构的制备方法进行详细说明。
114.首先，执行步骤801：提供芯片103与基板101，所述基板101的上表面设有凹槽102。
115.具体在实际操作中，可以首先提供初始基板101，所述初始基板101包括但不限于pcb基板、半导体基板或陶瓷基板等；然后，通过钻孔、铣、磨等多道机加工工序在所述初始基板101的上表面形成凹槽102。
116.这里，凹槽102的尺寸要能够与芯片103的尺寸契合。在一些实施例中，所述凹槽102为长方形，所述凹槽102的长度比所述芯片103的长度的长30-60微米，所述凹槽102的宽度比所述芯片103的宽度长30-60微米，所述凹槽102的深度比所述芯片103的厚度长30-60微米，例如所述凹槽102的长度、宽度和深度分别比所述芯片103的长度、宽度和厚度长35微米、45微米、50微米或55微米。在一具体实施例中，所述凹槽102的长度为9.12mm，宽度为5.52mm，深度为0.6mm，芯片103的长度为8.065mm，宽度为4.984mm，芯片103厚度为0.5mm。通过将凹槽102的尺寸设置为略大于所述芯片103的尺寸，使得芯片103与凹槽102的底部和侧壁之间形成一定空隙，所述空隙用于容置位于芯片103底部的第一胶体107以及位于所述芯片103与所述凹槽102侧壁之间的填充胶体，以保证最终封装得到的芯片103的上表面与所述基板101的上表面齐平。
117.如图9a所示，这里提供的所述芯片103可以包含基体111、绝缘薄膜112以及位于所述基体111与所述绝缘薄膜112之间的加热电阻115，其中，所述基体111上还设有空腔113，所述空腔113对应位于所述加热电阻115的下方。参考附图3，所述绝缘薄膜112可以覆盖除基体111的芯片焊点108以外的区域，所述基体111与所述绝缘薄膜112之间还设置有测温电阻114。
118.上述芯片103的具体制备方法可以包括：首先提供基体111，接着，在所述基体111上形成加热电阻115和测温电阻114；然后，形成绝缘薄膜112覆盖所述加热电阻115和测温电阻114；最后在所述基体111对应加热电阻115的位置通过氢氧化钾湿法腐蚀掉部分基体111得到空腔113，完成芯片103的制备。这里，基体111为半导体材料，包括但不限于硅、锗、三五族半导体或氧化物半导体等一种或多种材料；所述空腔113可以为矩形的围框；绝缘薄膜112可以为单层薄膜，例如氮氧化硅薄膜，也可以为多层薄膜，例如由氧化硅和氮化硅组成的复合薄膜。这里，所述绝缘薄膜112可以通过低压力化学气相沉积(lpcvd)设备，在至少800度高温下生长，通过上述设备和工艺条件生长的薄膜致密性较好。应当理解的是，在一些实施例中，所述基体111也可以不设置空腔113。
119.在提供了基板101和芯片103之后，如图10-13所示，执行步骤802：通过第一胶体107将所述芯片103粘接于所述凹槽102内；其中，所述第一胶体107包括生物相容性材料。
120.在一些具体实施例中，所述第一胶体107可以包括胶水。附图10为芯片103粘贴至凹槽102底面之后的垂直截面示意图，附图11为芯片103粘贴至凹槽102底面之后的俯视示意图，如图10-11示出的，所述通过第一胶体107将所述芯片103粘接于所述凹槽102内，如图
10-11所示，具体包括：
121.在所述凹槽102底部的四周点第一胶体107；
122.采用机械手将所述芯片103放置于所述第一胶体107的上方；
123.固化所述第一胶体107。
124.在实际操作中，首先，通过die bond设备在凹槽102内圈的四周进行点胶，而后用机械手等设备吸取芯片103贴在凹槽102内的胶水上面，再用烘箱对胶水进行固化。
125.参照图2，这里提供的基板101还包括至少一个基板焊点109，提供的芯片103还包括至少一个芯片焊点108。
126.那么，在将所述芯片103粘接于所述凹槽102内之后，如图12-13所示，所述方法还包括：
127.打线键合，通过引线110将所述基板焊点与所述芯片焊点一一电连接；
128.对所述引线110进行喷胶，形成包裹所述引线110的引线保护层(图中未示出)；
129.采用填充胶体填充所述芯片103与所述凹槽102之间的缝隙，使得所述芯片103的上表面与所述凹槽102的上表面齐平；
130.固化所述填充胶体；
131.提供流道壳体；
132.通过第二胶体将所述流道壳体与所述基板101的上表面粘接，所述流道壳体覆盖所述凹槽102以及部分所述基板101的上表面；其中，
133.所述填充胶体、所述第二胶体和/或所述引线保护层的材料包括生物相容性材料。
134.具体的，可以首先通过引线110键合机，按焊点对应的顺序依次打上引线110，芯片103与基板101连接导通，而后，通过自动点胶机对引线110进行喷胶，引线110较软，且有一定的弧度，引线110需要用生物相容性胶水涂敷保护，防止待测液体的冲刷导致短路。同时通过自动点胶机用较细的点胶头对芯片103和凹槽102之间的缝隙点填充胶体，填补缝隙，尽可能保持芯片103表面、基板101上表面处在同一水平线上，中间没有太多凹陷或凸起区域，以保证流场的稳定性。然后，通过烘箱固化所述填充胶体。
135.参考附图7，本发明实施例中采用的流道壳体105包括主流道壳体116和位于所述主流道壳体116两侧的第一流道壳体117和第二流道壳体118，所述主流道壳体116上设置有窗口119。
136.在该实施例中，通过第二胶体将所述流道壳体与所述基板101的上表面粘接，所述流道壳体覆盖所述凹槽102以及部分所述基板101的上表面，具体可以包括：
137.将第二胶体涂敷至所述主流道壳体116待与所述基板101粘接的区域；
138.将所述引线110从所述窗口119穿过；
139.将所述主流道壳体116贴至所述基板101的上表面；
140.固化所述第二胶体；
141.采用胶水涂敷密封所述窗口119；
142.采用胶水将所述主流道壳体116与所述基板101的接合处再次涂敷胶水；
143.加热固化胶水，完成封装。
144.由于引线110包裹引线保护层后会凸起，以及胶水有轻微流动性与不规则性，会导致流道壳体105与基板101无法紧密粘接。本实施例中，通过在主流道壳体116上预先留出比
引线110及引线保护层区域稍大的窗口119，从而能够在将流道壳体105粘接至基板101上的步骤中，将引线110从所述窗口119探出，再将所述流道壳体105完全固定至基板101上之后，再对所述窗口119进行胶水涂敷密封，能够提高流道壳体105与基板101之间的紧密性，防止空隙空洞的产生，防止漏液。最后，再把主流道壳体116和基板101结合的位置再通过自动点胶设备用胶水涂敷一遍，高温固化后封装完成。
145.在一些其他实施方式中，主流道壳体116在中间主流道104两侧还设有一个胶水引流槽，防止胶水过多溢到主流道104中去。
146.值得说明的是，第一胶体107、引线保护层和第二胶体可以是不同粘度或不同成分的胶水。所述胶水包括环氧树脂、医药级聚乙烯醇或氧化硅的组合，胶水需要有一定的流动性和粘性，足够的流动性可以使起连接作用的键合金线能够得到完全的保护，同时柔软的引线110也不会由于胶水的阻力而发生形变；所述胶水还需要一定的粘性，粘度在6000cps-40000cps之间，胶水固化后能够满足芯片103与基板101粘合强度，芯片103推力合格，还需要能满足基板101和流道壳体105的粘合强度，不漏液且有一定的耐腐蚀性，防止生理盐水等药液的腐蚀破坏。
147.由于芯片103的表面出现倾斜或旋转将影响器件性能，因此，芯片103与凹槽102之间的第一胶体107不希望拥有太高的流动性，而引线110一般较软，引线保护层的流动性差将难以完全包裹弯曲的引线110，相反，芯片103需经受待测液体的冲刷，第一胶体107粘度不够会带来芯片103倾斜、脱落等问题，而引线保护层粘度太大可能会导致引线110相互接触造成短路等问题。为此，在一些具体实施例中，所述引线保护层的流动性大于所述第二胶体的流动性，所述第二胶体的流动性大于所述第一胶体107的流动性。具体的，例如所述引线保护层的流动性是第二胶体的流动性的2-10倍，优选为5-10倍，所述第二胶体的流动性是所述第一胶体107流动性的1.5-5倍，优选为2-3倍。在一些实施例中，所述第一胶体107的粘度大于所述第二胶体的粘度，所述第二胶体的粘度大于所述引线保护层的粘度。具体的，例如所述第一胶体107的粘度是第二胶体的粘度的2-7倍，优选为3-7倍，所述第二胶体的粘度是所述第一胶体107粘度的1.5-3倍，优选为2-2.5倍。
148.应当理解的是，采用胶水作为第一胶体107或第二胶体的材料并非为本发明的唯一限制，在一些实施例中，所述第一胶体107和或所述第二胶体可以采用固态粘贴。第一胶体107和第二胶体采用固态粘贴的制备方法与第一胶体107和第二胶体采用胶水的制备方法的主要方法步骤类似，但仍存在以下不同。
149.首先，在第一胶体107采用固态粘贴的实施方式中，提供芯片103的方式以及通过第一胶体107将所述芯片103粘接于所述凹槽102内的具体步骤与第一胶体107为胶水的方案不同。具体的，参见附图9b,
150.所述提供芯片103，包括：
151.将固态粘贴贴在晶圆的背面，所述晶圆包括至少一个芯片103；
152.切割所述晶圆与所述固态粘贴，得到分离的至少一个芯片103与固态粘贴的叠层；
153.所述通过第一胶体107将所述芯片103粘接于所述凹槽102内，包括：
154.采用带有加热装置的机械手将所述叠层贴敷在所述凹槽102内，在贴敷的同时加热装置对所述固态粘贴进行加热使所述固态粘贴暂时融化；
155.固化融化的所述固态粘贴。
156.这里，所述固态粘贴包括但不限于daf膜，所述daf膜包括第一胶面、第二胶面和夹设在所述第一胶面和第二胶面之间的高导热树脂层。
157.在实际操作中，首先，将daf膜贴在晶圆的背面，经过一定的温度烘烤后固化在晶圆的背后，而后将uv膜或蓝膜贴在daf膜上，而后，通过激光切割或水切的方式沿切割道将晶圆切开，切成单颗的芯片103和daf膜以及uv膜或蓝膜的叠层结构；接着，将叠层结构放在uv机器或蓝膜机器上解胶，这样芯片103和daf膜才可以更好的和uv膜分离。
158.芯片103和daf膜与uv膜分离之后，通过die bond设备上的吸嘴把单独的一颗芯片103贴在凹槽102内，设备上自带的加热块可以快速的让daf膜暂时融化，使芯片103和pcb基板101通过daf膜粘接在一起，再通过烘箱高温固化，daf膜完全固化，芯片103稳固的附着在凹槽102底部，粘合强度满足芯片103推力。
159.其次，第二胶体为固态粘贴的实施方式中，所述将第二胶体涂敷至所述流道壳体待与所述基板101上表面接触的区域的步骤与第二胶体为胶水的方案不同，具体的：
160.所述第二胶体为固态粘贴，所述将涂敷至所述流道壳体待与所述基板101上表面接触的区域，包括：
161.提供卷状固态粘贴膜，所述卷状固态粘贴膜包括卷状底膜、分立设置在所述卷状底膜上的多个固态粘贴以及分立设置在所述固态粘贴上的保护膜，所述保护膜的尺寸大于所述固体粘贴的尺寸；
162.采用机械手将所述固态粘贴与所述卷状底膜分离；
163.利用吸嘴将所述固态粘贴贴敷至所述流道壳体105上；
164.再用机械手剥离所述保护膜；
165.将贴有固态粘贴的所述流道壳体105贴敷至所述基板101的上表面。
166.在实际操作中，固态粘贴膜成卷状，可以安装在贴膜设备上，每卷固态粘贴膜上会预先根据流道壳体105的结构设计切割成单一小贴，每一小贴都有一定的粘性，小贴固态粘贴一边粘在整卷的卷状底膜上，另一边有一个比小贴固态粘贴膜稍大一点的保护膜，贴膜设备先是把小贴固态粘贴与整卷保护膜分开，通过吸嘴把每个小贴固态粘贴膜与流道壳体105粘接在一起，再用机械手把另一边的保护膜撕掉，通过高温固化后，再用点胶机把主流道壳体116和基板101结合的部位以及流道壳体105上的方孔用胶水涂敷一遍，高温固化后封装完成。
167.以上所述，仅为本公开的较佳实施例而已，并非用于限定本公开的保护范围，凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。