[發明專利]微系統架構

有效

• 申請號: 202010174372.1
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111432554B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 尤政;魯文帥;尤睿;阮勇
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H05K1/18
• 分類號: H05K1/18;H05K1/11;H01L25/065;H01L23/48
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 張書濤

本申請涉及一種微系統架構，通過在基板上設置接口電極和微型器件通用電路，采用預成型封裝體對微型器件通用電路進行封裝，并暴露出位于開放腔室內的接口電極，可以為各種微型器件提供二次集成所需的開放式通用接口以及封閉式通用電路。其中，設置于開放腔室內的接口電極形成開放式通用接口，可以在實現多種待集成微型器件的二次集成。封裝于預成型封裝體內的微型器件通用電路形成封閉式通用電路，可以保證微系統架構具有較高的集成度，從而形成功能完整、體積微小且面向應用的微系統，滿足各種智能感知、移動感知以及分布感知場景的應用需求。

技術領域

本申請涉及微系統技術領域，特別是涉及一種微系統架構。

背景技術

隨著人類社會全面進入信息化時代，生產生活中需要對越來越多的場景和對象進行實時監測，如汽車輪胎、水電氣熱、氣體組分以及物流貨物等。由于上述監測需求具有信息密度低、分布范圍廣、維護管理難以及附加價值低等特點，故其對傳感系統的體積、功耗、成本、信息融合度以及智能化程度提出了更高的要求，傳統的傳感系統難以勝任。

微傳感器的出現使得微型化、輕量級、低成本、智能化的感知微系統成為可能，而微系統集成技術是微傳感器從原始晶圓走向終端應用的關鍵。在傳統方案中，通常采用系統級封裝工藝將應用場景所需的微傳感器晶圓、配套的專用功能電路晶圓以及封閉式封裝進行一次性成型，從而形成面向場景的專用微系統，下游的終端設備制造商僅需要增添少量外圍輔助器件即可得到面向專用場景的終端產品。因此，通過上述過程制造的面向場景的專用微系統存在應用范圍較窄，且無法進行重復使用等缺陷。

發明內容

基于此，有必要針對傳統方案中微系統存在應用范圍較窄且無法進行重復使用的問題，提供一種微系統架構。

本申請提供一種微系統架構，包括：

基板；

多個接口電極，設置于所述基板，用于兼容多種微型器件的封裝引腳；

微型器件通用電路，設置于所述基板，且與所述接口電極同側設置，與所述接口電極通過所述基板內預埋信號線電氣互連；以及

預成型封裝體，覆蓋所述基板面向所述微型器件通用電路的一側，用于對所述微型器件通用電路進行封裝，其中所述預成型封裝體開設有至少一個開放腔室，所述開放腔室用于暴露出所述接口電極。

在其中一個實施例中，所述微系統架構還包括：

蓋板，覆蓋所述開放腔室，用于對所述開放腔室內待集成于所述接口電極的多種所述微型器件進行封裝。

在其中一個實施例中，所述蓋板覆蓋整個所述預成型封裝體遠離所述基板的一側。

在其中一個實施例中，所述微型器件通用電路包括：

通用模擬調理電路，其輸入端與所述接口電極電連接，用于對所述接口電極輸出的模擬信號進行放大或濾波處理；以及

通用數字處理電路，其輸入端與所述通用模擬調理電路的輸出端以及所述接口電極電連接，用于接收所述模擬信號并對所述模擬信號進行模數轉化處理，讀取所述接口電極輸出的數字信號，生成控制信號并發送至所述接口電極。

在其中一個實施例中，所述微型器件通用電路還包括：

通用無線通信電路，與所述通用數字處理電路電連接，用于對外進行數據收發。

在其中一個實施例中，所述微型器件通用電路還包括：

通用電源管理電路，其輸出端與所述通用模擬調理電路、所述通用數字處理電路和所述通用無線通信電路分別電連接，用于為所述通用模擬調理電路、所述通用數字處理電路和所述通用無線通信電路供電。

在其中一個實施例中，所述微系統架構還包括：