CN111214217A - 生物信息检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物信息检测设备，所述生物信息检测设备包括：LC谐振压力传感器，包括具有电容器和电感器的谐振电路并具有根据施加到所述电容器的外部压力的改变而改变的谐振频率；以及集成电路(IC)芯片封装件，包括辐射在预设频带内的射频(RF)信号的天线，其中，所述谐振频率的改变引起功率传输率的改变，所述功率传输率取决于所述谐振频率与所述RF信号的频率之间的匹配率。所述IC芯片封装件包括设置于在所述IC芯片封装件的平面图中与所述LC谐振压力传感器重叠的区域中的所述天线。

Description

生物信息检测设备

本申请要求于2018年11月27日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0148325号韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的全部公开内容通过引用被包含于此。

技术领域

本公开涉及一种生物信息检测设备。

背景技术

随着数字技术的发展，诸如移动通信终端、智能电话、平板个人计算机(PC)和可穿戴装置的各种便携式电子装置已被广泛使用。近来，为了扩展电子装置的功能，这些电子装置已经被配置为具有检测用户的生物信息的生物信息检测功能。

作为生物信息检测方法的代表性示例，用户的心率可通过使用心率监测传感器来测量。这样的心率监测传感器已经使用光学传感器并通过以下方法实现：将光发送单元(例如，绿色或红色发光二极管(LED))和光接收单元进行组合，并且心率监测传感器的光发送单元在电子装置附接到用户的身体的状态下输出光，并且光接收单元通过使用从用户的身体的一部分反射并被接收到的输出光的量来测量心率。

发明内容

本公开的一方面可提供一种使用LC(电感器和电容器)谐振原理基于生物信号来检测心率的生物信息检测设备。

根据本公开的一方面，一种生物信息检测设备可包括：LC谐振压力传感器，包括具有电容器和电感器的谐振电路并且具有根据施加到所述电容器的外部压力的改变而改变的谐振频率；以及集成电路(IC)芯片封装件，包括辐射在预设频带内的射频(RF)信号的线圈型天线，其中，所述谐振频率的改变引起功率传输率的改变，所述功率传输率取决于所述谐振频率与所述RF信号的频率之间的匹配率。所述IC芯片封装件可包括：所述线圈型天线，设置于在所述IC芯片封装件的平面图中与所述LC谐振压力传感器的至少一部分重叠的区域中；连接结构，包括连接到所述线圈型天线的重新分布层；以及IC芯片，设置在所述连接结构的一个表面上，连接到所述重新分布层，并且被配置为基于所述功率传输率的所述改变检测生物信息。

根据本公开的另一方面，一种生物信息检测设备可包括：LC谐振压力传感器，包括具有电容器和电感器的谐振电路，并且具有根据施加到所述电容器的外部压力的改变而改变的谐振频率；以及IC芯片封装件，包括辐射在预设频带内的RF信号的天线，其中，所述谐振频率的改变引起功率传输率的改变，所述功率传输率取决于所述谐振频率与所述RF信号的频率之间的匹配率。所述IC芯片封装件可包括：框架，具有彼此相对的第一表面和第二表面并具有腔；连接结构，设置在所述框架的所述第一表面上并包括重新分布层；IC芯片，容纳在所述腔中，连接到所述重新分布层，并基于所述功率传输率的所述改变检测生物信息；以及包封剂，包封所述IC芯片并覆盖所述框架的所述第二表面，并且所述天线设置在所述连接结构和所述框架的所述第一表面中的至少一个上，并连接到所述重新分布层。

附图说明

通过以下结合附图进行的详细描述，本公开的以上和其他方面、特征及优点将被更清楚地理解，在附图中：

图1是示出根据本公开中的示例性实施例的生物信息检测设备的截面图；

图2是示出在图1的生物信息检测设备中使用的LC谐振压力传感器的平面图；

图3和图4分别是示出在图1的生物信息检测设备中使用的集成电路(IC)芯片封装件的平面图和仰视图；

图5是示出使用图1的生物信息检测设备的心率测量过程的示意图；

图6A和图6B是示出LC谐振压力传感器中的电容根据施加的压力而改变的示意性截面图；

图7是示出LC谐振压力传感器中的谐振频率根据施加的压力而改变的曲线图；

图8是示出LC谐振压力传感器中的功率传输率根据谐振频率的改变而改变的曲线图。

图9是示出功率传输率根据在预定周期内的心跳而改变的曲线图；

图10、图11A、图12A和图13A是示出可在根据本公开中的示例性实施例的生物信息检测设备中使用的各种IC芯片封装件的截面图；

图11B是示出在图11A的IC芯片封装件中使用的天线图案的平面图；

图12B和图12C分别是示出在图12A的IC芯片封装件中使用的天线图案的平面图；

图13B和图13C分别是示出在图13A的IC芯片封装件中使用的天线图案的平面图；

图14至图16是示出根据本公开中的各种示例性实施例的生物信息检测设备的示意性截面图。

具体实施方式

在下文中，现将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。

图1是示出根据本公开中的示例性实施例的生物信息检测设备的截面图。

参照图1，根据本示例性实施例的生物信息检测设备200可包括LC谐振压力传感器50和集成电路(IC)芯片封装件100A，LC谐振压力传感器50包括谐振电路，该谐振电路包括电容器50C和电感器50L，集成电路(IC)芯片封装件100A包括设置于在IC芯片封装件100A的平面图中与LC谐振压力传感器50的至少一部分重叠的区域中的天线图案112aA。

在本示例性实施例中使用的LC谐振压力传感器50可具有由包括电容器50C和电感器50L的谐振电路确定的谐振频率，并且该谐振频率可根据施加到电容器50C的外部压力的改变而改变。这里，外部压力(指的是具有生物信息的压力)可表示由具有诸如心率的信息的血流导致的压力。稍后将提供其详细的描述(见图5、图6A和图6B)。

例如，LC谐振压力传感器50可具有包括主体51以及设置在主体51上并构成电容器50C和电感器50L的导电图案的芯片结构。这种芯片结构可以是其中可传递施加的压力的微机电系统(MEMS)结构。在本示例性实施例中，LC谐振压力传感器50可通过使用支撑件55嵌在壳体60中并安装在IC芯片封装件100A上。图2的平面图示出了具有该芯片结构的LC谐振压力传感器50的导电图案的布置的示例。

参照图2，LC谐振压力传感器50可包括利用具有线圈结构的图案在主体51中形成的电感器50L以及设置在电感器50L的内部、连接到电感器50L并利用彼此重叠的两个图案形成的电容器50C。在该布置中，具有大面积的电容器50C可设置在压力施加到的表面(对应于图2中示出的表面)的中央，使得压力适当地传递到电容器50C，从而引起谐振频率的改变。

在本示例性实施例中使用的IC芯片封装件100A可包括设置在框架110的第一表面110A上的天线图案112aA、包括连接到天线图案112aA的重新分布层142的连接结构140以及设置在连接结构140的一个表面上并连接到重新分布层142的IC芯片120。

天线图案112aA可包括线圈型图案，并可接收来自IC芯片120的电力以辐射在预设频带内的射频(RF)信号。天线图案112aA可设置为在IC芯片封装件100A的平面图中与LC谐振压力传感器50重叠，以将RF信号辐射到LC谐振压力传感器50。天线图案112aA可包括线圈图案。线圈型天线图案112aA可设计为使得其频率几乎与变化的谐振频率的特定值(例如，最小值)一致。RF信号的频率与谐振频率之间的匹配率可随着谐振频率的改变而改变，并且通过与RF信号的电感耦合的功率传输的功率传输率可相应地改变。IC芯片120可基于功率传输率的改变来检测施加到LC谐振压力传感器50(具体地，电容器50C)的生物信息。

在下文中，将参照图5至图9(心率的测量的示例)详细描述使用根据本示例性实施例的生物信息检测设备的心率测量过程。

图5是示出使用图1的生物信息检测设备的心率测量过程的示意图。

参照图5，图1的生物信息检测设备200设置为使得LC谐振压力传感器50的测量表面与作为测量目标的人体HP接触。

压力P可根据血流BC在人体HP的皮肤内部的血管BT的扩张和收缩的时间处改变，并且压力P的这种改变可通过使用LC谐振压力传感器50来测量。如上所述，LC谐振压力传感器50的LC谐振电路的谐振频率可根据在血管BT的扩张和收缩的时间处的压力的改变而改变。

详细地，将参照图6A和图6B详细描述在LC谐振压力传感器50中的电容根据施加的压力的改变。

在如图6A所示的未施加压力的初始状态中，电容器具有第一电容C1，第一电容C1由MEMS结构的非常薄的电极图案之间的间隔d1确定，然而，在如图6B所示的施加压力P的情况下，非常薄的电极图案之间的间隔d2变小，使得电容器的第二电容C2大于第一电容C1。结果，由下面的等式所表示，施加压力之前的谐振频率F1大于施加压力之后的谐振频率F2。

在初始状态(未施加压力)之后的测量心率的实际过程中，血管扩张(施加压力)→血管收缩(施加压力)→血管扩张(施加压力)→血管收缩(施加压力)的过程重复地执行。当血管收缩时的电极图案之间的间隔大于在未施加压力时的间隔d1，因此电容器的电容减小，使得LC谐振压力传感器的谐振频率具有最大值(F0)(见图7)。

如图7所示，初始状态(未施加压力)中谐振频率可具有F1的值。然而，在心脏周期性跳动的实际过程中，也就是说，在血管的扩张和收缩重复的过程中，LC谐振压力传感器50可具有大于初始状态中的谐振频率的谐振频率F0或小于初始状态中的谐振频率的谐振频率F2(F0>F1>F2)。

随着心脏周期性跳动，LC谐振压力传感器50的谐振频率可周期性地改变，并且在这个过程中，当具有特定频率(F2)的RF信号从IC芯片封装件100A的天线图案112aA传输到LC谐振压力传感器时，通过与RF信号电感耦合的功率传输的功率传输率可根据RF信号的频率与谐振频率之间的匹配率来确定。

如图8的曲线图所示，在LC谐振压力传感器50具有F2的谐振频率(血管扩张)的情况下，该谐振频率与从天线辐射的RF信号的频率之间的匹配率是高的，使得RF信号的功率传输率几乎可以是最大值。然而，在LC谐振压力传感器50具有F0的谐振频率(血管收缩)的情况下，该谐振频率与RF信号的频率之间的匹配率是低的，使得RF信号的功率传输率可以是相对低的。

这种在预定周期内的功率传输率的改变可被检测并且绘制为如图9所示的周期性曲线图。

参照图9，每个峰可被理解为表示基于在血管扩张的时间处的谐振频率(F2)的功率传输率，并且每个谷可被理解为表示基于在血管收缩的时间处的谐振频率(F0)的功率传输率。因此，心跳导致特定振动(压力：P)，并且可对预定周期内的RF信号的功率传输率的改变进行计数，从而通过检测对应于心率的峰来执行检测心率的功能。图8和图9中示出的系列过程(也就是说，其中测量功率传输率以及分析在预定周期内功率传输率的改变的过程(例如，对峰进行计数))可通过包括在IC芯片120中的处理器来执行

如上所述，在本示例性实施例中使用的IC芯片封装件100A可通过在IC芯片封装件100A的平面图中与LC谐振压力传感器50重叠的天线图案112aA连续地辐射在预定频带内的RF信号，LC谐振压力传感器50的谐振频率根据基于诸如心跳的压力的生物信息而改变，并且IC芯片120可通过测量功率传输率的改变来有效地检测诸如心率的生物信息，该功率传输率通过使用天线图案112aA基于LC谐振压力传感器50而改变的谐振频率来获得。

在下文中，将参照图1、图3和图4更加详细地描述在本示例性实施例中使用的IC芯片封装件100A的结构。

参照图1、图3和图4，在本示例性实施例中使用的IC芯片封装件100A还可包括具有容纳IC芯片的腔110H的框架110以及包封框架110和IC芯片120的至少一部分的包封剂130。IC芯片封装件100A可包括设置在框架110的第一表面110A和IC芯片120的有效表面上的连接结构140。

IC芯片120可包括连接到重新分布层142的连接垫(pad，也称为“焊盘”)120P，并且可以以面朝上的形式设置使得有效表面朝向附图中的正上方。框架110可包括绝缘层111、设置在绝缘层111的相对的表面上的第一布线层112a和第二布线层112b以及将第一布线层112a和第二布线层112b彼此连接的过孔113。在本示例性实施例中，天线图案112aA可设置在与第一布线层112a相同的高度上，并且接地图案112bG可设置在与第二布线层112b相同的高度上。也就是说，设置在框架110的第一表面110A上的第一布线层112a可包括天线图案112aA，设置在框架110的第二表面110B上的第二布线层112b可包括接地图案112bG。

如图3所示，天线图案112aA可以以信号方式通过第一馈线112aF1和第二馈线112aF2连接到重新分布层142，从而以信号方式连接到IC芯片120的连接垫120P。凸块下金属层160和电连接金属170可设置在框架110下面，并且IC芯片封装件100A可因此被安装在诸如主板的外部装置上。除了根据天线图案的设计之外，谐振频率和天线图案112aA的带宽还可根据接地表面、介电材料和馈线来确定。

在本示例性实施例中使用的IC芯片封装件100A可包括设置在框架110的相对的表面上的天线图案112aA和接地图案112bG。因此，可以可靠地确保天线图案112aA与接地图案112bG之间的距离，以保持天线图案112aA的辐射特性，并且天线图案112aA的尺寸可通过使用框架110中的电介质(即，绝缘层111)的介电常数而减小，从而减小IC芯片封装件100A的尺寸。此外，接地图案112bG设置于在IC芯片封装件的平面图中与天线图案112aA重叠的区域中。

框架110可包括将IC芯片120的连接垫120P重新分布的第一布线层112a和第二布线层112b，从而简化连接结构140的重新分布层142。在一些示例性实施例中，IC芯片封装件100A的刚性可根据构成框架110的绝缘层111的材料改善，并且可确保包封剂130厚度的均匀性。IC芯片封装件100A还可用作层叠封装(PoP)型封装件。IC芯片120可设置在框架110的腔110H中，并与框架110分开预定距离。IC芯片120的侧部可由框架110围绕。

如上所述，框架110可包括绝缘层111、设置在绝缘层111的上表面上的第一布线层112a、设置在绝缘层111的下表面上的第二布线层112b以及穿透绝缘层111并将第一布线层112a和第二布线层112b彼此连接的过孔113。

框架110的绝缘层111的材料不受具体限制，例如，绝缘层111的材料可包括诸如环氧树脂的热固性树脂或者诸如聚酰亚胺树脂的热塑性树脂。在一些示例性实施例中，绝缘层111的材料可以是热固性树脂或热塑性树脂与无机填料一起浸在诸如玻璃纤维(或玻璃布或玻璃织物)的芯材料中的树脂，例如，半固化片、ABF(Ajinomoto Build-up Film)、FR-4、双马来酰亚胺三嗪(BT)等。

框架110的第一布线层112a和第二布线层112b的厚度可大于连接结构140的重新分布层142的厚度。由于框架110的厚度可类似于或大于IC芯片120的厚度，因此第一布线层112a和第二布线层112b可根据框架110的尺寸通过基板工艺形成为具有大的尺寸。另一方面，连接结构140的重新分布层142可通过用于薄层的半导体工艺形成为具有小的尺寸。

第一布线层112a和第二布线层112b可将IC芯片120的连接垫120P重新分布。第一布线层112a和第二布线层112b可包括如本示例性实施例中的诸如天线图案112aA的特定图案。在另一示例性实施例中(见图10至图12)，天线图案还可被构造为重新分布层142的一部分。例如，第一布线层112a和第二布线层112b可包括铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或它们的合金。第一布线层112a和第二布线层112b可根据对应层的设计执行各种功能。

例如，第一布线层112a和第二布线层112b可包括接地(GND)图案、电力(PWR)图案、信号(S)图案等。

详细地，如图3和图4所示，第一布线层112a可包括天线图案112aA以及将天线图案112aA连接到IC芯片120的连接垫120P的第一馈线112aF1和第二馈线112aF2。天线图案112aA可以通过重新分布层142的信号图案142S以信号方式连接到连接垫120P的用于信号的连接垫120PS。第一布线层112a可包括具有板形状的接地图案112aG、用于接地连接的垫112aPG、用于信号连接的垫112aPS等。第二布线层112b可包括接地图案112bG。接地图案112bG可通过重新分布层142的接地图案142G连接到连接垫120P的用于接地的连接垫120PG。接地图案112bG可以以板形状形成，并且可占据绝缘层111的下表面的大部分。接地图案112bG可用作天线图案112aA、IC芯片120、各种信号图案等的地。除了包括接地图案112bG之外，第二布线层112b还可包括用于信号连接的电连接结构垫112bPS、用于接地连接的电连接结构垫112bPG等。

过孔113可将设置在不同的层上的第一布线层112a和第二布线层112b彼此电连接，从而提供框架110中的层间电路径。过孔113可包括用于信号连接的过孔、用于接地连接的过孔等。例如，过孔113可包括铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或它们的合金。过孔113可利用导电材料完全填充，或者导电材料可沿着通路孔的壁表面形成。此外，过孔113可具有诸如沙漏形状、圆柱形形状等的已知形状。

IC芯片120可以是包括具有诸如上述心率测量的生物信息检测功能的处理器的射频集成电路(RFIC)。IC芯片120可包括具有各种电路的主体，并且连接垫120P可形成在主体的有效表面上。例如，主体可基于有源晶圆形成。在这种情况下，主体的基础材料可以是硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)等。连接垫120P可将IC芯片120电连接到其他组件(例如，重新分布层142)。例如，连接垫120P的材料可以是铝(Al)。

IC芯片120以面朝上的形式设置，使得其上设置有连接垫120P的有效表面朝向附图中的正上方，使得天线图案112aA到第一馈线112aF1和第二馈线112aF2的长度可显著减小。结果，可减小插入损耗。

包封剂130可设置为用于保护IC芯片120的绝缘部，包封形式不受具体限制，只要包封剂130包围IC芯片120的至少一部分即可。如在本示例性实施例中，包封剂130可覆盖框架110的第二表面110B以及IC芯片120的侧表面和无效表面。此外，包封剂130可填充腔110H的至少一部分。例如，包封剂130可包括诸如ABF的绝缘材料，并且在一些示例性实施例中，包封剂130可包括感光包封剂(PIE)。

连接结构140可将IC芯片120的连接垫120P重新分布。连接结构140可包括：第一绝缘层141a；重新分布层142，设置在第一绝缘层141a上；过孔143，设置在第一绝缘层141a中并将重新分布层142连接到设置在另一层上的图案；以及第二绝缘层141b，设置在第一绝缘层141a上并覆盖重新分布层142。例如，第一绝缘层141a可包括诸如感光介电(PID)树脂的感光绝缘材料。在使用PID树脂的情况下，第一绝缘层141a可具有较小厚度，并且可更容易实现过孔143的精细间距。在一些示例性实施例中，可形成多个第一绝缘层141a，并且多个第一绝缘层141a可包括相同材料或不同材料。当形成多个第一绝缘层141a时，第一绝缘层141a在使用相同材料的情况下可彼此一体化，使得它们之间的边界也可不明显。此外，第二绝缘层141b可设置为作为连接结构140的最外层的钝化层。例如，第二绝缘层141b可包括诸如ABF的绝缘材料，但不限于此。

重新分布层142可用于将IC芯片120的连接垫120P重新分布，并且例如，重新分布层142的材料可以是铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或它们的合金。重新分布层142可根据对应层的设计来执行各种功能。例如，重新分布层142可包括如上所述的接地图案(接地线)142G、信号图案(信号线)142S等。此外，重新分布层142可包括用于接地的垫142PG、用于信号的垫142PS等。此外，重新分布层142可包括相对于堆叠方向设置在不同高度上的多个重新分布层，在这种情况下，天线图案可包括分别设置在与多个重新分布层相同的高度上的多个线圈图案以及将多个线圈图案彼此连接的至少一个过孔。

过孔143可设置为连接结构140中的层间电路径，过孔143将形成在不同层上的重新分布层142与第一布线层112a彼此电连接。例如，过孔143可包括铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)或它们的合金。过孔143可利用导电材料可完全填充，或者可以以诸如导电材料仅沿着过孔的壁形成的形式的各种形式形成。在本示例性实施例中使用的过孔143还可包括用于接地的过孔143G、用于信号的过孔143S等。

凸块下金属层160可被构造为改善电连接金属170的连接可靠性以改善IC芯片封装件100A的板级可靠性。在本示例性实施例中，凸块下金属层160可连接到第二布线层112b的通过包封剂130的开口暴露的各个垫112bPG和112bPS。凸块下金属层160可使用诸如金属的已知导电材料通过已知的金属化方法在包封剂130的开口中形成，但其不限于此。

电连接金属170可被构造为将IC芯片封装件100A物理连接或电连接到外部。例如，IC芯片封装件100A可通过电连接金属170安装在电子装置的主板上。电连接金属170可包括低熔点金属，例如，包括锡(Sn)-铝(Al)-铜(Cu)合金等的焊料。然而，这仅仅是示例，电连接金属170的材料不特别限制于此。电连接金属170可以是焊盘(land)、焊球、引脚等。电连接金属170可具有多层结构或单层结构。当电连接金属170具有多层结构时，电连接金属170可包括铜(Cu)柱和焊料。当电连接金属170具有单层结构时，电连接金属170可包括锡-银焊料或铜(Cu)。然而，这仅仅是示例，电连接金属170不限于此。电连接金属170的数量、间隔、设置形式等不受具体限制，而是可由本领域技术人员根据设计细节充分修改。例如，电连接金属170可根据连接垫120P的数量以数十至数百万的数量设置，或者可以以数十至数百万或更多的数量或者数十至数百万或更少的数量设置。

电连接金属170中的至少一个可设置在扇出区域中。扇出区域指的是除了设置有IC芯片120的区域之外的区域。与扇入型封装件相比，如本示例性实施例中使用的IC芯片封装件100A的扇出型封装件可具有优异的可靠性，可实现多个输入/输出(I/O)端子，并且可促进3D互连。此外，与球栅阵列(BGA)封装件、栅格阵列(LGA)封装件等相比，扇出型封装件可制造为具有小的厚度，并且可具有成本竞争力。

根据本示例性实施例的生物信息检测设备可以以各种形式实现。首先，在检测设备中使用的IC芯片封装件可根据天线图案的布置进行各种修改(见图10至图13C)。

图10是示出可在根据本公开中的示例性实施例的生物信息检测设备中使用的IC芯片封装件的截面图。

参照图10，可以理解，除了天线图案142A设置为与重新分布层142在相同高度上之外，根据本示例性实施例的IC芯片封装件100B具有与图1、图3和图4中示出的结构类似的结构。除非明确相反描述，否则根据本示例性实施例的组件可参照针对图1、图3和图4中示出的IC芯片封装件100A的相同或相似组件的描述而被理解。

不同于以上描述的示例性实施例，根据本示例性实施例的IC芯片封装件100B包括具有线圈形式并且通过与重新分布层142的工艺相同的工艺形成的天线图案142A。天线图案142A可通过设置在与重新分布层142相同的高度上的第一馈线142F1和第二馈线142F2连接到IC芯片120的连接垫120P。此外，设置在框架110的第一表面110A上的第一布线层112a可设置为接地层112aG。

图11A和图11B是分别示出可在根据本公开中的示例性实施例的生物信息检测设备中使用的IC芯片封装件的截面图和平面图。图11B的平面图是主要示出了天线图案的示意性平面图，图11A示出了沿着图11B的线A1-A1'截取的截面。

参照图11A和图11B，可以理解，除了天线图案142A'具有缠绕多次的线圈形式以及第二馈线连接到设置在不同高度上的第一布线层112a之外，根据本示例性实施例的IC芯片封装件100C具有与图10中示出的结构类似的结构。除非明确相反描述，否则根据本示例性实施例的组件可参照针对图1、图3、图4和图10中示出的IC芯片封装件100A和100B的相同或相似组件的描述而被理解。

本示例性实施例中使用的天线图案142A'可与图10中示出的示例性实施例类似地设置在与重新分布层142相同的高度上，并且可具有如图11B所示的缠绕多次的线圈形式。详细地，天线图案142A'可从第一馈线142F1开始缠绕多次，使得天线图案142A'的端部位于天线图案142A'的内侧。天线图案142A'的端部可通过第一过孔143A连接到第一布线层112a，并且第一布线层112a可朝向IC芯片120延伸，并且第一布线层112a的延伸的部分可通过第二过孔143A'连接到第二馈线142F2。在本示例性实施例中使用的第一布线层112a可设置在框架的第一表面110A上并具有如图11B所示的线的形式。

图12A至图12C是分别示出可在根据本公开中的示例性实施例的生物信息检测设备中使用的IC芯片封装件的截面图和平面图。图12B和图12C的平面图是主要示出天线图案的在不同水平上观察时的示意图，图12A示出了沿图12B和图12C的线A2-A2'截取的截面。

参照图12A至图12C，可以理解，除了IC芯片封装件100D包括分别缠绕多次的第一天线图案142A'和第二天线图案112aA'之外，根据本示例性实施例的IC芯片封装件100D具有与图11A和图11B中示出的结构类似的结构。除非明确相反描述，否则根据本示例性实施例的组件可参照针对图1、图3、图4、图10、图11A和图11B中示出的IC芯片封装件100A、100B和100C的相同或相似组件的描述而被理解。

在本示例性实施例中使用的天线包括分别缠绕多次的第一天线图案142A'和第二天线图案112aA'。

第一天线图案142A'可与图11A和图11B中示出的天线图案142A'类似地设置在与重新分布层142相同的高度上，并且可具有如图12B所示的缠绕多次的线圈形式。详细地，第一天线图案142A'从第一馈线142F1开始缠绕多次，使得第一天线图案142A'的端部位于第一天线图案142A'的内侧。第一天线图案142A'的端部可通过第一过孔143A连接到第二天线图案112aA'。第二天线图案112aA'可设置在框架110的第一表面110A上，并且可具有缠绕多次的线圈形式，使得第二天线图案112aA'如图12C所示地向外扩展。第二天线图案112aA'的端部可通过第二过孔143A'连接到第二馈线142F2。第一过孔143A和第二过孔143A'可贯穿第一绝缘层141a。

图13A至图13C是分别示出可在根据本公开中的示例性实施例的生物信息检测设备中使用的IC芯片封装件的截面图和平面图。图13B和图13C的平面图是主要示出天线图案的在不同高度上观察时的示意图，图13A示出了沿图13B和图13C的线A3-A3'截取的截面。

参照图13A至图13C，可以理解，除了IC芯片封装件100E包括分别设置在框架110的第一表面110A和第二表面110B上的第一天线图案112aA'和第二天线图案112bA'之外，根据本示例性实施例的IC芯片封装件100E具有与图11A和11B示出的结构类似的结构。除非明确相反描述，否则根据本示例性实施例的组件可参照针对图1、图3、图4、图10、图11A、图11B、图12A、图12B和图12C中示出的IC芯片封装件100A、100B、100C和100D的相同或相似组件的描述而被理解。

在本示例性实施例中使用的天线包括缠绕多次并分别设置在框架110的第一表面110A和第二表面110B上的第一天线图案112aA'和第二天线图案112bA'。

第一天线图案112aA'可与图12B中示出的天线图案112aA'类似地设置在框架110的第一表面110A上，并且可具有如图13B所示的从第一馈线112aF1开始向内缠绕多次的线圈形式。第一天线图案112aA'的端部可通过第一通路过孔113A连接到第二天线图案112bA'。第二天线图案112bA'可设置在框架110的第二表面110B上，并且可具有缠绕多次的线圈形式，使得第二天线图案112bA'如图13C所示地向外扩展。第二天线图案112bA'的端部可通过第二通路过孔113A'连接到第二馈线112aF2。第一通路过孔113A和第二通路过孔113A'可贯穿框架110的绝缘层111。

根据本示例性实施例的生物信息检测设备可以以各种形式实现。生物信息检测设备可根据LC谐振压力传感器和IC芯片封装件的结合形式做出各种修改(参见图14至图16)。

图14是示意性示出根据本公开中的示例性实施例的生物信息检测设备的截面图。

参照图14，根据本示例性实施例的生物信息检测设备200A可包括连接结构140A以及安装在连接结构140A的上表面上的IC芯片120和LC谐振压力传感器50。生物信息检测设备200A可包括设置在连接结构140的上表面上的壳体60A。

IC芯片120的连接垫120P可通过使用诸如焊料的连接金属S连接到结合垫142P，并且结合垫142P可通过过孔143连接到重新分布层142。连接结构140可包括具有线圈形式的连接到重新分布层142的天线图案142A，并且天线图案142A可设置为在生物信息检测设备200A的平面图中与LC谐振压力传感器50重叠。

图15是示意性示出根据本公开中的示例性实施例的生物信息检测设备的截面图。

参照图15，根据本示例性实施例的生物信息检测设备200'可包括诸如印刷电路板的主板210、图1中示出的IC芯片封装件100A与LC谐振压力传感器50的组件、电子组件250以及覆盖主板210的上表面的壳体60A'，该组件和电子组件250安装在主板210的上表面上。壳体60A'可包括设置在与LC谐振压力传感器50对应的区域中的开口O，使得外部压力可被检测。生物信息检测设备200'还可包括通过金属线C连接到主板210并显示由IC芯片检测的生物信息的显示器290。

图16是示出根据本公开中的示例性实施例的生物信息检测设备的截面图。

参照图16，根据本示例性实施例的生物信息检测设备200”可包括诸如印刷电路板的主板210、图1中示出的IC芯片封装件100A、电子组件250以及覆盖主板210的上表面的壳体60A”，IC芯片封装件100A和电子组件250安装在主板210的上表面上。生物信息检测设备200”还可包括通过金属线C连接到主板210并显示由IC芯片检测的生物信息的显示器290。这些组件构成一个主体。

根据本示例性实施例的生物信息检测设备200”可包括与上述主体分开的LC谐振压力传感器50。这样，在本示例性实施例中，LC谐振压力传感器50可设置为与IC芯片封装件100A分开。LC谐振压力传感器50可通过使用结合贴片50P附接在作为测量目标的人体(HP)的表面上。当测量生物信息时，主体可被移动使得在IC芯片封装件100A的平面图中IC芯片封装件100A的天线部分与LC谐振压力传感器50重叠，并且在该状态下，可根据上述谐振原理基于功率传输率的改变来测量生物信息。

如上所述，根据本公开中的示例性实施例，LC谐振压力传感器和IC芯片封装件可彼此组合并且可使用由诸如心跳的外部压力导致的谐振频率的改变以及由谐振频率的改变导致的功率传输率的改变，从而提供紧凑的生物信息(例如，心率)检测设备。

这里，为了方便起见，下侧、下部、下表面等用于表示相对于附图的截面的朝下的方向，而上侧、上部、上表面等用于表示与朝下的方向相反的方向。然而，定义这些方向是为了解释的方便，并且权利要求不受如上所述定义的方向的特别限制。

虽然以上已经示出和描述了示例性实施例，但是对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行修改和变型。

Claims (18)

1.一种生物信息检测设备，包括：

LC谐振压力传感器，包括具有电容器和电感器的谐振电路并且具有根据施加到所述电容器的外部压力的改变而改变的谐振频率；以及

集成电路芯片封装件，包括辐射在预设频带内的射频信号的天线，其中，所述谐振频率的改变引起功率传输率的改变，所述功率传输率取决于所述谐振频率与所述射频信号的频率之间的匹配率，

其中，所述集成电路芯片封装件包括：

所述天线，设置于在所述集成电路芯片封装件的平面图中与所述LC谐振压力传感器的至少一部分重叠的区域中；

连接结构，包括连接到所述天线的重新分布层；以及

集成电路芯片，设置在所述连接结构的一个表面上，连接到所述重新分布层，并且被配置为基于所述功率传输率的所述改变检测生物信息。

2.根据权利要求1所述的生物信息检测设备，其中，所述天线包括设置在相对于堆叠方向与设置在所述连接结构中的所述重新分布层相同的高度上的线圈图案。

3.根据权利要求2所述的生物信息检测设备，其中，所述线圈图案通过用于信号连接的从所述天线的一侧突出的馈线连接到所述重新分布层和所述集成电路芯片的连接垫。

4.根据权利要求1所述的生物信息检测设备，其中，所述重新分布层包括相对于堆叠方向设置在不同高度上的多个重新分布层，并且

所述天线包括分别设置在与所述多个重新分布层相同的高度上的多个线圈图案，以及将所述多个线圈图案彼此连接的至少一个过孔。

5.根据权利要求1所述的生物信息检测设备，其中，所述集成电路芯片封装件还包括具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面的框架，所述连接结构设置在所述第一表面上，所述框架具有腔和包封剂，所述集成电路芯片容纳在所述腔中，所述包封剂包封所述集成电路芯片并覆盖所述框架的所述第二表面。

6.根据权利要求5所述的生物信息检测设备，其中，所述天线包括设置在所述框架的所述第一表面上的线圈图案。

7.根据权利要求5所述的生物信息检测设备，其中，所述天线包括分别设置在所述框架的所述第一表面和所述第二表面上的第一线圈图案和第二线圈图案，以及贯穿所述框架并将所述第一线圈图案和所述第二线圈图案彼此连接的通路过孔。

8.根据权利要求5所述的生物信息检测设备，其中，所述天线包括设置在所述框架的所述第一表面上的线圈图案，并且所述集成电路芯片封装件还包括接地图案，所述接地图案在所述平面图中与所述线圈图案重叠的区域中设置在所述框架的所述第二表面上。

9.根据权利要求5所述的生物信息检测设备，其中，所述框架包括设置在所述第一表面上并连接到所述重新分布层的第一布线层、设置在所述第二表面上的第二布线层以及贯穿所述框架并将所述第一布线层和所述第二布线层彼此连接的过孔。

10.根据权利要求9所述的生物信息检测设备，其中，所述框架的所述第一布线层和所述第二布线层的厚度大于所述连接结构的所述重新布线层的厚度。

11.根据权利要求9所述的生物信息检测设备，其中，所述集成电路芯片封装件包括设置在所述包封剂上并连接到所述第二布线层的凸块下金属层，以及设置在所述凸块下金属层上的电连接金属。

12.根据权利要求1所述的生物信息检测设备，其中，所述生物信息包括心率，并且所述集成电路芯片封装件被配置为在预定时间内对所述功率传输率的所述改变中的峰的数量进行计数，以检测所述心率。

13.根据权利要求1所述的生物信息检测设备，其中，具有微机电系统结构的所述LC谐振压力传感器包括限定所述电感器的线圈图案和限定所述电容器的电极图案，所述电极图案设置在所述线圈图案的内侧，并且在所述电极图案之间具有预定的间隔。

14.一种生物信息检测设备，包括：

LC谐振压力传感器，包括具有电容器和电感器的谐振电路，并且具有根据施加到所述电容器的外部压力的改变而改变的谐振频率；以及

集成电路芯片封装件，包括辐射在预设频带内的射频信号的天线，其中，所述谐振频率的改变引起功率传输率的改变，所述功率传输率取决于所述谐振频率与所述射频信号的频率之间的匹配率，

其中，所述集成电路芯片封装件包括：

框架，具有彼此相对的第一表面和第二表面并具有腔；

连接结构，设置在所述框架的所述第一表面上并包括重新分布层；

集成电路芯片，容纳在所述腔中，连接到所述重新分布层，并基于所述功率传输率的所述改变检测生物信息；以及

包封剂，包封所述集成电路芯片并覆盖所述框架的所述第二表面，并且

其中，所述天线设置在所述连接结构和所述框架的所述第一表面中的至少一个上，并连接到所述重新分布层。

15.根据权利要求14所述的生物信息检测设备，其中，所述LC谐振压力传感器设置在所述连接结构上，以在所述集成电路芯片封装件的平面图中与所述天线重叠，并且所述LC谐振压力传感器与所述集成电路芯片封装件结合。

16.根据权利要求14所述的生物信息检测设备，其中，所述LC谐振压力传感器被设置为与所述集成电路芯片封装件分开并包括用于附接到测量目标的结合贴片。

17.根据权利要求14所述的生物信息检测设备，其中，所述框架包括布线结构，所述布线结构将所述第一表面和所述第二表面彼此连接并连接到所述重新分布层，所述集成电路芯片封装件包括凸块下金属层和电连接金属，所述凸块下金属层设置在所述包封剂上并连接到所述布线结构，所述电连接金属设置在所述凸块下金属层上。

18.根据权利要求14所述的生物信息检测设备，所述生物信息检测设备还包括显示通过所述集成电路芯片检测的所述生物信息的显示器。

Images