物联网快速定制芯片的制作方法

文档序号:15316732发布日期:2018-08-31 23:41阅读:148来源:国知局

本实用新型涉及简单芯片的三维立体结构,特别是涉及物联网快速定制芯片。



背景技术:

IC(integrated circuit,集成电路)是一种微型电子器件或部件,封装的IC亦称芯片。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。

IC是20世纪50年代后期一60年代发展起来的一种新型半导体器件。它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺,把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上,然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术,主要体现在加工设备,加工工艺,封装测试,批量生产及设计创新的能力上。

我国正在大力促进IC产业发展,物联网芯片具有结构简单的特点,特别适合应用于小型产品上,且现代工业设计往往要求芯片越小越好,将多个芯片或元器件都焊接在基板的平面上,这样不能有效利用芯片内部空间,且容易引起基板设计中的布线在某些区域过于密集的问题。



技术实现要素:

基于此,有必要提供一种物联网快速定制芯片。

一种物联网快速定制芯片,其包括硅基体、结构体、封装体以及若干引脚;

所述结构体位于所述硅基体与所述封装体之间;

每一所述引脚的一端连接所述结构体且另一端位于所述硅基体与所述封装体之外;

其中,所述结构体包括多个结构,所述多个结构包括控制结构、存储结构、通讯结构与传感结构;

所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构均设置在所述硅基体上;

所述控制结构分别连接所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构;

所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构于所述硅基体与所述封装体之间分成至少二层,其中至少一个结构位于其他结构上方。

上述物联网快速定制芯片,物联网的各个功能结构被集成到硅基体与封装体内部,一方面充分利用了芯片内部空间,使得各个功能结构之间的连接可以在芯片内部实现,另一方面减小了芯片的占用面积要求,特别适合应用于小型产品。

在其中一个实施例中,所述控制结构分别通过金线连接所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构。

在其中一个实施例中,至少二所述引脚的一端连接所述通讯结构。

在其中一个实施例中,至少二所述引脚的一端连接所述传感结构。

在其中一个实施例中,至少二所述引脚的一端连接所述控制结构。

在其中一个实施例中,所述传感结构的数量为多个。

在其中一个实施例中,至少二所述传感结构相邻设置。

在其中一个实施例中,多个所述传感结构位于同一层。

在其中一个实施例中,所述物联网快速定制芯片还包括散热体,所述散热体位于所述硅基体与所述封装体之间。

在其中一个实施例中,所述散热体还具有延伸于所述硅基体与所述封装体之外的自由端部。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的示意图。

图2为本实用新型另一实施例的示意图。

图3为本实用新型另一实施例的示意图。

图4为本实用新型另一实施例的示意图。

图5为本实用新型另一实施例的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型的一个实施例是,一种物联网快速定制芯片,其包括硅基体、结构体、封装体以及若干引脚;所述结构体位于所述硅基体与所述封装体之间;每一所述引脚的一端连接所述结构体且另一端位于所述硅基体与所述封装体之外;其中,所述结构体包括多个结构,所述多个结构包括控制结构、存储结构、通讯结构与传感结构;所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构均设置在所述硅基体上;所述控制结构分别连接所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构;所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构于所述硅基体与所述封装体之间分成至少二层,其中至少一个结构位于其他结构上方。上述物联网快速定制芯片,物联网的各个功能结构被集成到硅基体与封装体内部,一方面充分利用了芯片内部空间,使得各个功能结构之间的连接可以在芯片内部实现,另一方面减小了芯片的占用面积要求,特别适合应用于小型产品。进一步地,所述物联网快速定制芯片还包括若干连接结构,若干连接结构包括第一连接结构、第二连接结构与第三连接结构,所述控制结构通过所述第一连接结构连接所述通讯结构,所述控制结构通过所述第二连接结构连接所述传感结构,所述控制结构通过所述第三连接结构连接所述存储结构。进一步地,所述物联网快速定制芯片中,所述若干引脚中包括第一引脚、第二引脚、第三引脚与第四引脚,所述第一引脚的一端连接所述通讯结构且另一端位于所述硅基体与所述封装体之外,所述第二引脚的一端连接所述控制结构且另一端位于所述硅基体与所述封装体之外,所述第三引脚的一端连接所述传感结构且另一端位于所述硅基体与所述封装体之外,所述第四引脚的一端连接所述存储结构且另一端位于所述硅基体与所述封装体之外;例如,第一引脚、第二引脚、第三引脚与第四引脚分别包括一根引脚、两根引脚或者多根引脚,根据实际需求设计引脚数量即可,可以更充分地利用空间结构,同时可以确保信号传输,还可以实现一定的散热效果。

例如,如图1所示,一种物联网快速定制芯片,其包括硅基体100、结构体200、封装体400以及若干引脚500;所述结构体200位于所述硅基体100与所述封装体400之间;若干引脚500中包括第一引脚510、第二引脚520、第三引脚530与第四引脚540,可以理解,第一引脚510、第二引脚520、第三引脚530与第四引脚540分别包括一根引脚、两根引脚或者多根引脚,根据实际需求设计引脚数量即可,例如,第一引脚510包括一根引脚、两根引脚或者多根引脚,根据实际需求设计引脚数量即可,第二引脚520、第三引脚530与第四引脚540以此类推;每一所述引脚的一端连接所述结构体且另一端位于所述硅基体与所述封装体之外;即,每一所述引脚的一端连接所述结构体且另一端位于所述硅基体与所述封装体所共同形成的封装结构之外;其中,所述结构体包括多个结构,所述多个结构包括控制结构220、存储结构240、通讯结构210与传感结构230;所述控制结构220、所述存储结构240、所述通讯结构210与所述传感结构230均设置在所述硅基体100上;所述控制结构220分别连接所述存储结构240、所述通讯结构210与所述传感结构230;所述控制结构220、所述存储结构240、所述通讯结构210与所述传感结构230于所述硅基体与所述封装体之间分成至少二层,其中所述传感结构230位于其他结构上方;例如,所述第一引脚510的一端连接所述通讯结构210且另一端位于所述硅基体100与所述封装体400之外,所述第二引脚520的一端连接所述控制结构220且另一端位于所述硅基体100与所述封装体400之外,所述第三引脚530的一端连接所述传感结构230且另一端位于所述硅基体100与所述封装体400之外,所述第四引脚540的一端连接所述存储结构240且另一端位于所述硅基体100与所述封装体400之外;例如,所述物联网快速定制芯片还包括若干连接结构300,若干连接结构300包括第一连接结构310、第二连接结构320与第三连接结构330,所述控制结构220通过所述第一连接结构310连接所述通讯结构210,所述控制结构220通过所述第二连接结构320连接所述传感结构230,所述控制结构220通过所述第三连接结构330连接所述存储结构240。

例如,一种物联网快速定制芯片,其包括硅基体、结构体、封装体以及若干引脚。其中,引脚的数量根据实际需求设计,例如,每一引脚包括至少二相互绝缘的子引脚,例如各子引脚之间空置或者各子引脚之间为所述硅基体;可以理解,当每一引脚仅有一根时,该引脚即为pin,当每一引脚包括若干子引脚,则所述子引脚为pin,此时每一子引脚为1pin。各实施例中,所述若干包括至少三,即若干引脚为至少三引脚。

例如,所述结构体位于所述硅基体与所述封装体之间;这样,所述硅基体与所述封装体共同围合成一个封装区域或称为封装结构,所述结构体,包括所述结构体的各个子结构,位于所述硅基体与所述封装体之间,从而使得所述物联网快速定制芯片成为一个整体,便于制造、许诺销售、销售以及使用。

例如,每一所述引脚的一端连接所述结构体且另一端位于所述硅基体与所述封装体之外;在其中一个实施例中,至少二所述引脚的一端连接所述通讯结构。例如,至少两根引脚的一端连接所述通讯结构。及/或,在其中一个实施例中,至少二所述引脚的一端连接所述传感结构。例如,至少两根引脚的一端连接所述传感结构。及/或,在其中一个实施例中,至少二所述引脚的一端连接所述控制结构。例如,至少两根引脚的一端连接所述控制结构。

例如,所述结构体包括多个结构,所述多个结构包括控制结构、存储结构、通讯结构与传感结构;亦即,所述结构体包括控制结构、存储结构、通讯结构与传感结构;其中,所述结构体包括多个结构,所述多个结构包括控制结构、存储结构、通讯结构与传感结构,这样的表述方式,是为了“其中至少一个结构位于其他结构上方”的引用方便,可以理解,根据设计的需要,所述结构体还可以包括其他结构,例如时钟结构、开关结构及/或储电结构等;又如,存储结构为非易失存储结构或存储结构包括非易失存储结构;又如,开关结构为三极管或开关结构包括三极管;又如,储电结构为电容或储电结构包括电容。

例如,所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构均设置在所述硅基体上;进一步地,所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构均设置在所述硅基体的一面上;或者,所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构均设置在所述硅基体的同一面上;或者,所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构分别设置在所述硅基体相对的两面上,例如,所述控制结构、所述存储结构与所述通讯结构设置在所述硅基体的同一面上,所述传感结构设置在所述硅基体的另一面上。

例如,所述控制结构分别连接所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构;在其中一个实施例中,所述控制结构分别通过金线连接所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构。或者,所述控制结构分别通过金属沉积结构连接所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构。这样,可以实现所述控制结构与所述存储结构、所述通讯结构、所述传感结构的连接,从而实现电信号传输。

例如,所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构与所述传感结构于所述硅基体与所述封装体之间分成至少二层,其中至少一个结构位于其他结构上方。进一步地,有且仅有一结构位于其他结构上方。例如,如图1所示,所述传感结构230位于所述控制结构220、所述存储结构240与所述通讯结构210的上方。

为了获得较好的传感效果,在其中一个实施例中,所述传感结构的数量为多个。及/或,在其中一个实施例中,至少二所述传感结构相邻设置。及/或,在其中一个实施例中,多个所述传感结构位于同一层。例如,如图2所示,所述物联网快速定制芯片设置3个传感结构,包括第一传感结构231、第二传感结构232与第三传感结构233,第一传感结构231、第二传感结构232与第三传感结构233位于同一层;又如,第三一引脚531的一端连接所述第一传感结构231且另一端位于所述硅基体100与所述封装体400之外,第三二引脚532的一端连接所述第二传感结构232且另一端位于所述硅基体100与所述封装体400之外,第三三引脚533的一端连接所述第三传感结构233且另一端位于所述硅基体100与所述封装体400之外。

为了获得较好的散热效果,在其中一个实施例中,所述物联网快速定制芯片还包括散热体,所述散热体位于所述硅基体与所述封装体之间;及/或,所述散热体位于所述结构体与所述封装体之间,即,结构体位于散热体的一侧,封装体位于散热体的另一侧,或者硅基体与结构体位于散热体的一侧,封装体位于散热体的另一侧。例如,如图3所示,所述物联网快速定制芯片还包括散热体600,所述散热体600位于所述硅基体100与所述封装体500之间;进一步地,所述散热体600位于多个结构与所述封装体500之间,多个结构即控制结构220、存储结构240、通讯结构210与传感结构230,又如,所述散热体600位于传感结构230与所述封装体500之间。为了获得更牢固的安装效果,避免松脱,延长芯片的有效使用寿命,又如,如图3所示,所述硅基体100设置有凹槽结构101,所述散热体600的边缘部位于所述凹槽结构101中,这样,使得所述散热体的安装更为稳固,特别适合应用于随身设备,可以在获得较好的散热效果的同时,确保产品的正常使用寿命。

为了获得更好的散热效果,在其中一个实施例中,所述散热体还具有延伸于所述硅基体与所述封装体之外的自由端部。进一步地,所述散热体具有延伸于所述硅基体与所述封装体之外的多个自由端部,进一步地,多个所述自由端部均匀分布设置,例如,所述散热体具有延伸于所述硅基体与所述封装体之外的八个自由端部,八个自由端部分别位于一个正八边形的八个顶点位置处。例如,如图4所示,所述散热体600还具有延伸于所述硅基体100与所述封装体400之外的自由端部。这样,可以确保芯片具有良好的散热效果;对于本实用新型的各实施例的层叠设计的小面积芯片来说,由于面积小,集成度高,散热问题是比较严重的,采用了上述散热体的设计,能够在很大程度上克服散热问题,达到良好的散热效果。

为了进一步提升信号收发效果与散热效果,例如,如图5所示,封装完成后的物联网快速定制芯片10,具有16个引脚500,16个引脚500分成两排且对称设置;散热体600整体类似T形,散热体600具有延伸于所述硅基体与所述封装体400之外的16个自由端部,16个自由端部分成四组,每组具有4个自由端部,第一组自由端部610与第二组自由端部620对称设置,第三组自由端部630与第四组自由端部640对称设置。这样,一方面具有较好的信号收发效果,另一方面具有较好的散热效果。

需要说明的是,图2至图4中,为了便于图示及表述,各引脚的位置存在相异高度;在实际应用中,为了便于焊接工艺的实现,各引脚位于所述硅基体与所述封装体之外的另一端的位置可以设计在同一平面上。

进一步地,所述硅基体内部开设有沟槽,所述结构体位于所述沟槽中,且所述结构体位于所述硅基体与所述封装体之间;进一步地,所述沟槽设置与所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构以及所述传感结构的形状相匹配的各个子腔体。即,各所述子腔体的形状分别与所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构、所述传感结构的形状相匹配。进一步地,所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构、所述传感结构以及各所述连接结构,分别设置于各所述子腔体中,每一子腔体用于容置与其形状相匹配的相关结构,所述相关结构包括所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构、所述传感结构及/或各所述连接结构。进一步地,各所述子腔体相互连通设置,即,各所述子腔体直接连通或者通过其他子腔体间接连通;可以理解,各所述子腔体相互连通设置,指的是在设置所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构、所述传感结构以及各所述连接结构之前,各所述子腔体相互连通设置;并且,在设置所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构、所述传感结构以及各所述连接结构之后,各所述子腔体可以相互连通设置,也可以处于被相关结构所堵塞的状态。这样,可以使得所述沟槽内部结构更为契合所述控制结构、所述存储结构、所述通讯结构、所述传感结构以及各所述连接结构,从而使得所述物联网快速定制芯片能够具有更牢固的结构,进而确保产品的使用寿命。进一步地,所述硅基体于其所述沟槽处设置有壁部,所述壁部具有长方体形状。在其中一个实施例中,所述壁部开设有通槽。进一步地,所述壁部开设有多个通槽。例如,每一所述通槽引出一根引脚或者一根子引脚,即,一根引脚或者一根子引脚穿设一所述通槽。进一步地,一根引脚或者一根子引脚以填充方式穿设一所述通槽。

需要说明的是,本实用新型的其它实施例还包括,上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的物联网快速定制芯片。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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