二氧化氮气体检测器件及其制作方法、以及电子产品
技术领域
[0001] 本
发明涉及
晶圆级封装技术领域，特别涉及一种二氧化氮气体检测器件及其制作方法、以及电子产品。
背景技术
[0002] 近年来，随着社会工业化发展和人们私家车的普及，产生了大量的有毒有害气体，对大气环境造成了一定的污染。其中，二氧化氮气体作为其中之一，它是一种二氧化氮气体，是造成酸雨、光化学污染及人类
呼吸道系统
疾病的元凶。因此，对二氧化氮气的浓度进行实时监测对于大气污染治理具有重要意义。目前，市面上出现的二氧化氮检测仪，由于仪器中的气体
传感器和
信号处理器都是单独封装成独立器件，没有实现集成化和微型化，从而导致整个仪器的体积较为庞大，不便于携带。
[0003] 上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是
现有技术。
发明内容
[0004] 本发明的主要目的是提供一种二氧化氮气体检测器件及其制作方法、以及电子产品，旨在有效减小器件的体积，便于用户携带。
[0005] 为实现上述目的，本发明提出的二氧化氮气体检测器件，包括：载板组件，所述载板组件包括依次层叠设置的第一载板晶圆、第二载板晶圆及第三载板晶圆，所述第一载板晶圆、所述第二载板晶圆及所述第三载板晶圆均设置有重布线层走线，所述重布线层走线贯穿对应载板晶圆的两表面设置，且相邻两载板晶圆之重布线层走线电性连接，所述第二载板晶圆朝向所述第一载板晶圆设置有容纳空间；芯片，所述芯片设于所述第一载板晶圆对应所述容纳空间的表面，并电性连接于所述第一载板晶圆的重布线层走线；加热
电极，所述加热电极设于所述第三载板晶圆背向所述第二载板晶圆的表面，并电性连接于所述第三载板晶圆的重布线层走线；以及
气体传感器，所述气体传感器设于所述加热电极的背向所述第三载板晶圆的表面，并电性连接于所述第三载板晶圆的重布线层走线。
[0006] 可选地，所述气体传感器包括：第一绝缘层，所述第一绝缘层设于所述加热电极的背向所述第三载板晶圆的表面，叉指电极，所述叉指电极设于所述第一绝缘层背向所述加热电极的表面，并贯穿所述第一绝缘层与所述第三载板晶圆的重布线层走线电性连接；以及气敏性
薄膜，所述气敏性薄膜设于所述叉指电极背向所述第一绝缘层的表面。
[0007] 可选地，所述气敏性薄膜为酞菁
铜薄膜。
[0008] 可选地，所述第一载板晶圆、所述第二载板晶圆及所述第三载板晶圆均为玻璃晶圆。
[0009] 可选地，所述芯片包括芯片本体和设于所述芯片本体表面的芯片凸点，所述芯片本体安装于所述第一载板晶圆对应所述容纳空间的表面，所述芯片凸点电性抵接于所述第一载板晶圆的重布线层走线；所述芯片本体与所述第一载板晶圆之间设置有填充层。
[0010] 可选地，所述二氧化氮气体检测器件还包括
温度传感器，所述温度传感器设于所述加热电极和所述气体传感器之间，并与所述第三载板晶圆的重布线层走线电性连接[0011] 可选地，所述温度传感器包括：第二绝缘层，所述第二绝缘层设于所述加热电极背向所述第三载板晶圆的表面，并
覆盖所述加热电极；二传感电极，二所述传感电极相对设置于所述第二绝缘层背向所述加热电极的表面，且均贯穿所述第二绝缘层与所述第三载板晶圆的重布线层走线电性连接；以及热敏性薄膜，所述热敏性薄膜设于二所述传感电极之间，并覆盖二所述传感电极。
[0012] 可选地，所述热敏性薄膜为氧化镍薄膜。
[0013] 可选地，所述第一载板晶圆背向所述第二载板晶圆的表面设置有焊球，所述焊球电性连接于所述第一载板晶圆的重布线层走线。
[0014] 本发明还提出了电子产品，包括：安装壳，所述安装壳设有安装腔和连通所述安装腔的进气口；处理器，所述处理器安装于所述安装腔内；以及二氧化氮气体检测器件，所述二氧化氮气体检测器件安装于所述安装腔内，并对应于所述进气口设置，所述二氧化氮气体检测器件与所述处理器电性连接；所述二氧化氮气体检测器件包括：载板组件，所述载板组件包括依次层叠设置的第一载板晶圆、第二载板晶圆及第三载板晶圆，所述第一载板晶圆、所述第二载板晶圆及所述第三载板晶圆均设置有重布线层走线，所述重布线层走线贯穿对应载板晶圆的两表面设置，且相邻两载板晶圆之重布线层走线电性连接，所述第二载板晶圆朝向所述第一载板晶圆设置有容纳空间；芯片，所述芯片设于所述第一载板晶圆对应所述容纳空间的表面，并电性连接于所述第一载板晶圆的重布线层走线；加热电极，所述加热电极设于所述第三载板晶圆背向所述第二载板晶圆的表面，并电性连接于所述第三载板晶圆的重布线层走线；以及气体传感器，所述气体传感器设于所述加热电极的背向所述第三载板晶圆的表面，并电性连接于所述第三载板晶圆的重布线层走线。
[0015] 本发明还提出了一种二氧化氮气体检测器件的制作方法，该制作方法包括以下步骤：
[0016] 提供第一载板、第二载板及第三载板，在第一载板、第二载板及第三载板的表面均开设有导通孔，并在每一载板的两表面均布设重布线层走线，每一载板两表面的重布线层走线通过对应导通孔相连通；
[0017] 将所述第二载板安装于所述第一载板的表面，并将所述第二载板的重布线层走线与所述第一载板的重布线层走线电性连接；
[0018] 对所述第二载板背向所述第一载板的表面进行蚀刻得到容纳空间，所述容纳空间贯穿所述第二载板晶圆的两表面，并将芯片安装于第一载板对应所述容纳空间的表面，且将芯片与第一载板的重布线层走线电性连接；
[0019] 将所述第三载板安装于所述第二载板的表面，并将所述第三载板的重布线层走线与所述第二载板的重布线层走线电性连接；
[0020] 在所述第三载板背向所述第二载板的表面制作加热电极，所述加热电极与所述第三载板的重布线层走线电性连通，在所述加热电极背向所述第三载板的表面制作气体传感器，所述气体传感器与所述第三载板的重布线层走线电性连接；
[0021] 将装配好的第一载板、第二载板及第三载板进行切割，得到晶圆级的二氧化氮气体检测器件。
[0022] 可选地，在所述加热电极背向所述第三载板的表面制作气体传感器的步骤中，包括：
[0023] 在所述加热电极背向所述第三载板的表面涂布第一绝缘层，对所述第一绝缘层的表面曝光显影，并开设第一连接孔；
[0024] 在所述第一绝缘层背向所述加热电极的表面制作叉指电极，所述叉指电极穿过所述第一连接孔与所述第三载板的重布线层走线电性连接；
[0025] 在所述叉指电极背向所述第一绝缘层的表面沉积一层气敏性薄膜，得到气体传感器。
[0026] 可选地，在所述加热电极背向所述第三载板的表面制作气体传感器的步骤之后还包括：
[0027] 对所述第一载板背向所述第二载板的表面植球，得到焊球，并将所述焊球与所述第一载板晶圆的重布线层走线电性导通；
[0028] 和/或，所述第一载板、所述第二载板及所述第三载板均为玻璃载板。
[0029] 可选地，在所述加热电极背向所述第三载板的表面制作气体传感器的步骤中，包括：
[0030] 在所述加热电极背向所述第三载板的表面制作温度传感器；
[0031] 在所述温度传感器背向所述加热电极的表面制作气体传感器。
[0032] 可选地，在所述加热电极背向所述第三载板的表面制作温度传感器的步骤中，包括：
[0033] 在所述加热电极背向所述第三载板的表面涂布第二绝缘层，所述第二绝缘层覆盖所述加热电极，对所述第二绝缘层的表面曝光显影，并开设第二连接孔；
[0034] 在所述第二绝缘层背向所述加热电极的表面制作传感电极，所述传感电极穿过所述第二连接孔与所述第三载板的重布线层走线电性连接；
[0035] 在所述第二绝缘层背向所述加热电极的表面沉积一层热敏性薄膜，所述热敏性薄膜覆盖所述传感电极，得到温度传感器。
[0036] 本发明的技术方案，通过将第一载板晶圆、第二载板晶圆及第三载板晶圆依次层叠拼装，且每一载板晶圆均设置有重布线层走线，重布线层走线贯穿对应载板晶圆的两表面，相邻两载板晶圆的重布线层走线电性连通，形成完整的信号互连网络，其中第二载板晶圆朝向第一载板晶圆的表面设置有容纳空间，于第一载板晶圆对应容纳空间的表面设置芯片，芯片与第一载板晶圆的重布线层走线电性导通，同时，于第三载板晶圆背向第二载板晶圆的表面设置加热电极，加热电极电性连接于第三载板晶圆的重布线层走线；之后于加热电极的背向第三载板晶圆的表面设置气体传感器，气体传感器电性连接于第三载板晶圆的重布线层走线。如此的设置，当对大气中的二氧化氮气体进行检测时，芯片通电后为加热电极提供
电流，加热电极通入电流后，温度升高并对气体传感器加热，气体传感器温度升至
工作温度时对大气中的二氧化氮气体的浓度进行检测，并将检测得到的气体浓度值转换为
电信号，将气体浓度值对应的电信号传递至芯片，芯片对其信号放大，AD转换等处理，便可得到处理器能够利用的信号，进而将此信号反馈给用户。本发明将气体传感器、温度传感器、加热电极及芯片集成一个晶圆级封装结构，得到的二氧化氮气体检测器件体积较小，可以集成至可穿戴电子产品中，便于用户携带。
附图说明
[0037] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0038] 图1为本发明电子产品一实施例的结构示意图；
[0039] 图2为本发明二氧化氮气体检测器件一视
角的结构示意图；
[0040] 图3为二氧化氮气体检测器件另一视角的剖视结构示意图；
[0041] 图4为二氧化氮气体检测器件的工作原理示意图；
[0042] 图5为图3中加热电极又一视角的结构示意图；
[0043] 图6为图3中气体传感器又一视角的结构示意图；
[0044] 图7为图3中温度传感器又一视角的结构示意图。
[0045] 附图标号说明：
[0046] 标号 名称 标号 名称1000 电子产品 60 气体传感器
100 二氧化氮气体检测器件 61 第一绝缘层
10 第一载板晶圆 62 叉指电极
11 重布线层走线 63 气敏性薄膜
13 焊球 70 温度传感器
20 第二载板晶圆 71 第二绝缘层
21 容纳空间 711 第二连接孔
30 第三载板晶圆 72 传感电极
40 芯片 73 热敏性薄膜
41 芯片本体 200 安装壳
42 芯片凸点 210 安装腔
43 填充层 220 进气口
50 加热电极 300 处理器
[0047] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0048] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0049] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定
姿态(如附图所示)下各部件之间的相对
位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0050] 另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0051] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0052] 另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为
基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0053] 请参阅图1至图3，本发明提出一种二氧化氮气体检测器件100，用于检测二氧化氮的浓度，可设置于可穿戴电子产品1000中，例如
手表、手环等。
[0054] 请参阅图2至图4，在本发明二氧化氮气体检测器件100一实施例中，二氧化氮气体检测器件100包括：载板组件，载板组件包括依次层叠设置的第一载板晶圆10、第二载板晶圆20及第三载板晶圆30，第一载板晶圆10、第二载板晶圆20及第三载板晶圆30均设置有重布线层走线11，重布线层走线11贯穿对应载板晶圆的两表面设置，且相邻两载板晶圆之重布线层走线11电性连接，第二载板晶圆20朝向第一载板晶圆10设置有容纳空间21；芯片40，芯片40设于第一载板晶圆10对应容纳空间21的表面，并电性连接于第一载板晶圆10的重布线层走线11；加热电极50，加热电极50设于第三载板晶圆30背向第二载板晶圆20的表面，并电性连接于第三载板晶圆30的重布线层走线11；以及气体传感器60，气体传感器60设于加热电极50的背向第三载板晶圆30的表面，并电性连接于第三载板晶圆30的重布线层走线11。
[0055] 具体地，第一载板晶圆10、第二载板晶圆20及第三载板晶圆30由下往上依次层叠设置，并且每一载板晶圆的
正面和背面均设置有重布线层(Redistribution Laye，RDL)走线，每一载板晶圆均开设有导通孔，导通孔贯穿对应载板晶圆的两表面，且正面和背面的RDL走线通过导通孔相连通，一般地导通孔为金属填孔。相邻两载板晶圆的RDL走线通过
焊料进行键合且相导通，以形成完整的信号互连网络。第二载板晶圆20朝向第一载板晶圆10的表面开设有容纳空间21，容纳空间21可以贯穿第二载板晶圆20的另一表面，以便于制作。芯片40对应容纳空间21安装于第一载板晶圆10面向第二载板晶圆20的表面，并与第一载板晶圆10表面的RDL走线电性导通，这里芯片40为专用集成
电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)芯片40，以便于集成化。加热电极50设置于第三载板晶圆30背向第二载板晶圆20的表面，并与第三载板晶圆30表面的RDL走线电性导通。气体传感器60一般选用薄膜型气体传感器60，设置于加热电极50背向第三载板晶圆30的表面，并与第三载板晶圆30表面的RDL走线电性导通。如此的设置，ASIC芯片40通电后为加热电极50提供电流，加热电极50通入电流后，温度升高并对气体传感器60加热，气体传感器60温度升至工作温度时对大气中的二氧化氮气体的浓度进行检测，并将检测得到的气体浓度值转换为电信号，将气体浓度值对应的电信号传递至ASIC芯片40，ASIC芯片40对其放大，AD转换等处理得到处理器300能够利用的信号，进而将此信号反馈给用户。
[0056] 因此，可以理解的，本发明的技术方案，通过将第一载板晶圆10、第二载板晶圆20及第三载板晶圆30依次层叠拼装，且每一载板晶圆均设置有重布线层走线11，重布线层走线11贯穿对应载板晶圆的两表面，相邻两载板晶圆的重布线层走线11电性连通，形成完整的信号互连网络，其中第二载板晶圆20朝向第一载板晶圆10的表面设置有容纳空间21，于第一载板晶圆10对应容纳空间21的表面设置芯片40，芯片40与第一载板晶圆10的重布线层走线11电性导通，同时，于第三载板晶圆30背向第二载板晶圆20的表面设置加热电极50，加热电极50电性连接于第三载板晶圆30的重布线层走线11；之后于加热电极50的背向第三载板晶圆30的表面设置气体传感器60，气体传感器60电性连接于第三载板晶圆30的重布线层走线11。如此的设置，当对大气中的二氧化氮气体进行检测时，芯片40通电后为加热电极50提供电流，加热电极50通入电流后，温度升高并对气体传感器60加热，气体传感器60温度升至工作温度时对大气中的二氧化氮气体的浓度进行检测，并将检测得到的气体浓度值转换为电信号，将气体浓度值对应的电信号传递至芯片40，芯片40对其信号放大，AD转换等处理，便可得到处理器300能够利用的信号，进而将此信号反馈给用户。本发明将气体传感器60、温度传感器70、加热电极50及芯片40集成一个晶圆级封装结构，得到的二氧化氮气体检测器件100体积较小，可以集成至可穿戴电子产品1000中，便于用户携带。
[0057] 可选地，请参阅图5，这里加热电极50呈回形状设置，这样设置，加热电极50的长度较长，
电阻较大，发热也较大。
[0058] 可选地，请参阅图3和图6，气体传感器60包括：第一绝缘层61，第一绝缘层61设于加热电极50的背向第三载板晶圆30的表面，叉指电极62，叉指电极62设于第一绝缘层61背向加热电极50的表面，并贯穿第一绝缘层61与第三载板晶圆30的重布线层走线11电性连接。以及气敏性薄膜63，气敏性薄膜63设于叉指电极62背向第一绝缘层61的表面。
[0059] 这里气体传感器60选用薄膜型气体传感器60，包括由下往上依次设置的第一绝缘层61、叉指电极62以及气敏性薄膜63，这里第一绝缘层61选用PI层，PI层的表面开设有第一连接孔(未标示)，叉指电极62的末端穿过第一连接孔并与第三载板晶圆30的RDL走线电性导通。在检测二氧化氮气体时，气敏性薄膜63
吸附二氧化氮气体分子后，会发
生物理作用和化学反应，使得气敏性薄膜63的电导率升高，且其电导率和气体浓度基本上呈线性关系。叉指电极62与第三载板晶圆30的RDL走线电性导通，进而与ASIC芯片40电性导通，通过
测量电极两端的
电压变化，便可获得二氧化氮气体浓度值。
[0060] 可选地，气敏性薄膜63为酞菁铜薄膜。酞菁铜作为一种有机
半导体材料，具有吸附氧化性气体后电导率上升的特性，并且具有较高的灵敏度和较短的响应-恢复时间。这里采用酞菁铜薄膜作为气敏性薄膜63，有利于器件实现集成化。需要说明的是，酞菁铜薄膜的最佳工作温度在45℃至55℃，此温度下材料的灵敏度最高，相比普通的气敏性材料，酞菁铜薄膜需要的加热电流更小，发热量更低，这有利于器件满足低功耗、低发热的要求。
[0061] 可选地，第一载板晶圆10、第二载板晶圆20及第三载板晶圆30均为玻璃晶圆。这里载板晶圆选用玻璃载板晶圆，相较于
硅基晶圆，玻璃晶圆内没有自由活动的电荷，介电性能优良，可避免硅基绝缘性不良的
缺陷。并且玻璃的湿度系数很低，受环境湿度影响较小，从而可有效地抑制空气中的
水汽对气敏材料的影响。同时，玻璃的导热率较低，因此热量散失较慢，对气敏性材料具有一定的保温效果，这在一定程度降低了加热电极50的电流供给，降低了能耗。
[0062] 可选地，请再次参阅图3，芯片40包括芯片本体41和设于芯片本体41表面的芯片凸点42，芯片本体41安装于第一载板晶圆10对应容纳空间21的表面，芯片凸点42电性抵接于第一载板晶圆10的重布线层走线11；芯片本体41与第一载板晶圆10之间设置有填充层43。
[0063] 这里芯片40为ASIC芯片40，包括芯片本体41和设于芯片40表面的芯片凸点42，芯片本体41容置于容纳空间21内，芯片凸点42抵接于第一载板晶圆10的表面，并与第一载板晶圆10表面的RDL走线电性导通。并且，在芯片本体41与第一载板晶圆10之间设置有填充层43，填充层43起到对芯片40
支撑固定的作用。可选地，填充层43选用underfill胶水层，underfill胶水是一种单组分、快速
固化的改性环氧胶黏剂，具有优良的填充性能，固化之后可以起到缓和温度冲击及吸收内部应
力，加强固定的作用。
[0064] 进一步地，请再次参阅图3和图4，二氧化氮气体检测器件100还包括温度传感器70，温度传感器70设于加热电极50和气体传感器60之间，并与第三载板晶圆30的重布线层走线11电性连接。这里温度传感器70的设置，是为了检测反馈气体传感器60的工作温度，使得气体传感器60处于最佳工作温度范围内，以提高气体传感器60的灵敏度。
[0065] 请参阅3和图7，温度传感器70包括：第二绝缘层71，第二绝缘层71设于加热电极50背向第三载板晶圆30的表面，并覆盖加热电极50；二传感电极72，二传感电极72相对设置于第二绝缘层71背向加热电极50的表面，且均贯穿第二绝缘层71与第三载板晶圆30的重布线层走线11电性连接；以及热敏性薄膜73，热敏性薄膜73设于二传感电极72之间，并覆盖二传感电极72。
[0066] 具体地，第二绝缘层71也选用PI层，PI层的表面开设有第二连接孔711，传感器穿过第二连接孔711与第三载板晶圆30的RDL走线电性导通，热敏性薄膜73设于两个传感电极72之间，并覆盖二传感电极72。热敏性薄膜73的热阻与温度呈现线性关系，利用此特性可以检测反馈加热电极50的温度。
[0067] 需要说明的是，在制作气体传感器60时，第一绝缘层61设于热敏性薄膜73背向第二绝缘层71的表面，并覆盖二传感电极72和热敏性薄膜73，以起到绝缘作用。
[0068] 可选地，热敏性薄膜73为氧化镍薄膜。氧化镍薄膜作为一种热敏性材料，在0-200℃范围内，其热阻与温度呈现较好的线性关系，由氧化镍薄膜制作得到的温度传感器70灵敏度较高。
[0069] 请再次参阅图3，第一载板晶圆10背向第二载板晶圆20的表面设置有焊球13，焊球13电性连接于第一载板晶圆10的重布线层走线11。焊球13的设置用以在安装二氧化氮气体检测器件100时与处理器300电性导通。
[0070] 请再次参阅图1，本发明还提出一种电子产品1000，所述电子产品1000包括如前所述的二氧化氮气体检测器件100，该二氧化氮气体检测器件100的具体结构参照前述实施例。由于电子产品1000采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0071] 此外，电子产品1000还包括：安装壳200，安装壳200设有安装腔210和连通安装腔210的进气口220；处理器300，处理器300安装于安装腔210内；二氧化氮气体检测器件100安装于安装腔210内，并对应于进气口220设置，二氧化氮气体检测器件100电性连接于处理器
300。
[0072] 本发明电子产品1000为可穿戴电子产品，方便用户携带。并且，对于一些工作在大气污染较严重的人员，提供了便携的污染物检测，使得工作人员能够时刻了解周围大气污染状况。同时也丰富了电子产品1000的功能，提高了电子产品1000的性价比。
[0073] 本发明还提出了一种二氧化氮气体检测器件100的制作方法，该制作方法包括以下步骤：
[0074] 提供第一载板、第二载板及第三载板，在第一载板、第二载板及第三载板的表面均开设有导通孔，并在每一载板的两表面均布设重布线层走线，每一载板两表面的重布线层走线通过对应导通孔相连通；
[0075] 将第二载板安装于第一载板的表面，并将第二载板的重布线层走线与第一载板的重布线层走线电性连接；
[0076] 对第二载板背向第一载板的表面进行蚀刻得到容纳空间，容纳空间贯穿第二载板晶圆的两表面，并将芯片安装于第一载板对应容纳空间的表面，且将芯片与第一载板的重布线层走线电性连接；
[0077] 将第三载板安装于所述第二载板的表面，并将第三载板的重布线层走线与第二载板的重布线层走线电性连接；
[0078] 在第三载板背向第二载板的表面制作加热电极，加热电极与第三载板的重布线层走线电性连通，在加热电极背向第三载板的表面制作气体传感器，气体传感器与第三载板的重布线层走线电性连接；
[0079] 将装配好的第一载板、第二载板及第三载板进行切割，得到晶圆级的二氧化氮气体检测器件。
[0080] 具体地，首先制作第一载板，第一载板的表面开设有导通孔，在第一载板的正面和背面均布设RDL走线，正面和背面的RDL走线通过导通孔进行互连导通，这里导通孔一般为金属填孔。然后，制作第二载板，第二载板与第一载板的制作方法类似，可参照上述操作，之后将第二载板安装于第一载板的表面，并将第二载板表面与第一载板表面的RDL走线通过焊料进行键合，使其电性导通；之后对第二载板的特定区域进行蚀刻，并将其区域蚀刻穿透，得到容纳空间。接着，进行贴装芯片，采用FC
倒装芯片，将芯片穿过容纳空间贴装于第一载板的表面，并且将芯片与第一载板表面的RDL走线电性导通，这里芯片为ASIC芯片，主要包括芯片本体和设于芯片本体底部的芯片凸点，贴装后芯片的芯片凸点与第一载板表面的RDL走线键合，形成电性连接。随后，制作第三载板，可参照第一载板的制作方法，将制作好的第三载板安装于第二载板背向第一载板的表面，并将第三载板表面的RDL走线与第二载线表面的RDL走线通过焊料进行键合，使其电性导通。之后在第三载板背向第二载板的表面制作加热电极，即采用电
镀法生长出加热电极的RDL布线，加热电极的两端均与第三载表面的RDL走线电性导通，之后在加热电极背向第三载板的表面制作气体传感器，气体传感器与第三载板的RDL走线电性导通。最后将装配后的第一载板、第二载板及第三载板进行切割，便可得到晶圆级的二氧化氮气体检测器件。
[0081] 本发明将气体传感器、温度传感器、加热电极及芯片集成一个晶圆级封装结构，制作步骤简单，且得到的二氧化氮气体检测器件体积较小，可以集成至可穿戴电子产品中，便于用户携带。
[0082] 需要说明的是，这里第一载板、第二载板及第三载板均采用玻璃载板，相较于硅基晶圆，玻璃载板内没有自由活动的电荷，介电性能优良，可避免硅基绝缘性不良的缺陷。并且芯片本体与第一载板之间采用填充料填充，以对芯片起到支撑固定的作用，这里填充料一般选用underfill胶水。
[0083] 进一步地，在加热电极背向第三载板的表面制作气体传感器的步骤中，包括：
[0084] 在加热电极背向第三载板的表面涂布第一绝缘层，对第一绝缘层的表面曝光显影，并开设第一连接孔；
[0085] 在第一绝缘层背向热敏性薄膜的表面制作叉指电极，叉指电极穿过第一连接孔与第三载板的重布线层走线电性连接；
[0086] 在叉指电极背向第一绝缘层的表面沉积一层气敏性薄膜，得到气体传感器。
[0087] 具体地，这里气体传感器为薄膜型传感器，第一绝缘层为PI层，具体制作过程为：首先在加热电极背向第三载板的背面涂布一层PI层，并覆盖加热电极表面的RDL走线，随后，在PI层的特定区域曝光显影，并开设第一连接孔，第一连接孔贯穿PI层的两表面。之后在PI层表面
电镀生长RDL铜层，形成叉指电极，叉指电极的末端穿过第一连接孔与第三载板的RDL走线电性导通。最后采用
物理气相沉积法在叉指电极背向PI层的表面蒸镀一层气敏性薄膜，便可制作得到气体传感器。检测二氧化氮气体时，气敏性薄膜吸附二氧化氮气体分子后，会发生物理作用和化学反应，使得气敏性薄膜的电导率升高，且其电导率和气体浓度基本上呈线性关系。这里叉指电极与第三载板的RDL走线电性导通，进而与ASIC芯片电性导通，通过测量电极两端的电压变化，便可获得二氧化氮气体浓度值。
[0088] 需要说明的是，这里气敏性薄膜可选用酞菁铜作为一种
有机半导体材料，具有吸附氧化性气体后电导率上升的特性，并且具有较高的灵敏度和较短的响应-恢复时间。这里采用酞菁铜薄膜作为气敏性薄膜，有利于器件实现集成化。需要说明的是，酞菁铜薄膜的最佳工作温度在45℃至55℃，此温度下材料的灵敏度最高，相比普通的气敏性材料，酞菁铜薄膜需要的加热电流更小，发热量更低，这利用器件满足低功耗、低发热的要求。
[0089] 进一步地，在加热电极背向加热电极的表面制作气体传感器的步骤之后还包括：
[0090] 对第一载板背向第二载板的表面植球，得到焊球，并将焊球与第一载板晶圆的重布线层走线电性导通。焊球的设置用以在安装二氧化氮气体检测器件时与处理器电性导通。
[0091] 进一步地，在发明的一实施例中，在加热电极背向第三载板的表面制作气体传感器的步骤中，包括：
[0092] 在加热电极背向第三载板的表面制作温度传感器，温度传感器与第三载板的重布线层走线电性连接；
[0093] 在温度传感器背向加热电极的表面制作气体传感器。
[0094] 这里在加热电极与气体传感器之间设置温度传感器是为了检测反馈气体传感器的工作温度，使得气体传感器处于最佳工作温度范围内，以提高气体传感器的灵敏度。
[0095] 可选地，在加热电极背向第三载板的表面制作温度传感器的步骤中，包括：
[0096] 在加热电极背向第三载板的表面涂布第二绝缘层，第二绝缘层覆盖加热电极，对第二绝缘层的表面曝光显影，并开设第二连接孔；
[0097] 在第二绝缘层背向加热电极的表面制作传感电极，传感电极穿过第二连接孔与第三载板的重布线层走线电性连接；
[0098] 在第二绝缘层背向加热电极的表面沉积一层热敏性薄膜，热敏性薄膜覆盖传感电极，得到温度传感器。
[0099] 具体地，这里第二绝缘层也选用PI层，首先在加热电极背向第三载板的表面涂布PI层，PI层覆盖加热电极，对第二绝缘层特定区域进行曝光显影，并在该区域开设第二连接孔，第二连接孔至少设置有两个。然后在PI层表面电镀生长RDL铜层，形成传感电极，传感电极设置有两个，两个传感电极穿过对应的第二连接孔与第三载板的RDL走线电性导通。之后在二传感电极之间，采用磁控
溅射法在第二绝缘层的表面生长热敏性薄膜，热敏性薄膜覆盖两个传感电极，如此便可制作得到温度传感器。需要说明的是，热敏性薄膜的热阻与温度呈现线性关系，利用此特性可以检测反馈气体传感器中气敏性薄膜的温度。可选地，热敏性薄膜选用氧化镍薄膜，氧化镍薄膜作为一种热敏性材料，在0-200℃范围内，其热阻与温度呈现较好的线性关系，由氧化镍薄膜制作得到的温度传感器灵敏度较高。
[0100] 需要说明的是，在制作气体传感器时，将第一绝缘层布设于热敏性薄膜背向第二绝缘层的表面，并覆盖二传感电极和热敏性薄膜，以起到绝缘作用。
[0101] 在采用本发明二氧化氮气体检测器件进行检测时，ASIC芯片通过温度传感器的信号可以得到酞菁铜薄膜的温度，并判断是否为最佳工作温度，及45℃至55℃范围，若低于该温度范围，则增大电流，若高于该温度范围，则减小电流，最终使得酞菁铜薄膜的温度处于该最佳温度范围内。可以理解的是，这里ASIC芯片通过控制加热电极电流大小使得酞菁铜薄膜的工作温度始终保持在45℃至55℃范围内，这时气体传感器灵敏度较好，并对大气中的二氧化氮气体的浓度进行检测，将检测得到的气体浓度值转换为电信号，将气体浓度值对应的电信号传递至芯片，芯片对其信号放大，AD转换等处理，便可得到处理器能够利用的信号，进而将此信号反馈给用户，这样可以使得人们时刻了解周围大气的污染状况。
[0102] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的
专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明
说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
