基于陀螺仪控制模块的封装结构的制作方法

1.本实用新型涉及电子模块封装技术领域，特别是一种基于陀螺仪控制模块的封装结构。


背景技术：

2.目前陀螺仪控制电路都是采用多个专用芯片和cpu通过平面布局设计来实现，而这样的陀螺仪控制器，它的尺寸很大，因通过常规的平面布局设计很难再缩小占用空间，尤其是在一些特殊应用领域，传统设计的陀螺仪控制电路尺寸是不满足小型化安装要求的。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种基于陀螺仪控制模块的封装结构，能够降低陀螺仪模块在平面上的占用空间，实现小型化。
4.根据本实用新型实施例的基于陀螺仪控制模块的封装结构，包括灌封层、设有若干个连接引脚的引脚基板、设有中央处理器的控制基板、设有fpga芯片的可编程基板、设有至少一个存储芯片的存储基板以及设有角度传感器的陀螺仪基板；所述灌封层用于将所述引脚基板、所述控制基板、所述可编程基板、所述存储基板以及所述陀螺仪基板灌封于内部，所述引脚基板置于底层，且所述连接引脚延伸到所述灌封层外，所述控制基板、所述可编程基板、所述存储基板以及所述陀螺仪基板以任意顺序进行堆叠形成堆叠结构，所述堆叠结构置于所述引脚基板的上方；若干个所述引线桥分别设于所述引脚基板、所述控制基板、所述可编程基板、所述存储基板以及所述陀螺仪基板的周边，且分别与对应的所述连接引脚、所述中央处理器、所述fpga芯片、所述存储芯片以及所述角度传感器关联连接；若干个所述金属镀层，分别设于所述灌封层的表面且与对应的所述引线桥关联连接，使所述引脚基板、所述控制基板、所述可编程基板、所述存储基板以及所述陀螺仪基板关联连接。
5.根据本实用新型实施例的基于陀螺仪控制模块的封装结构，至少具有如下有益效果：利用灌封层将堆叠后的引脚基板、控制基板、可编程基板、存储基板以及陀螺仪基板灌封于内部，可以有效地降低陀螺仪模块在平面上的占用空间，实现小型化，同时还降低了装配难度，配合可编程基板，还可对陀螺仪模块实现逻辑电路编程设计，使陀螺仪按照设定的要求进行工作。
6.根据本实用新型的一些实施例，所述控制基板、所述陀螺仪基板、所述可编程基板以及所述存储基板从下至上依次叠放于所述引脚基板的上方。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述陀螺仪基板还设有分别与所述fpga芯片电性连接的can模块以及数字io模块，所述can模块以及所述数字io模块分别与所述陀螺仪基板上对应的所述引线桥关联连接。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述控制基板上还设有分别与所述中央处理器电性连接的1553b模块以及串口模块，所述串口模块还与所述fpga芯片电性连接，所述1553b
模块以及串口模块与所述控制基板上对应的所述引线桥关联连接。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述中央处理器的型号为s698
‑
t。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述fpga芯片的型号为a3pe3000l。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述存储芯片包括sram芯片和flash芯片中的至少一种。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述灌封层为环氧树脂。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述连接引脚为pga引脚。
14.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
15.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
16.图1为本实用新型实施例的基于陀螺仪控制模块的封装结构的结构示意图；
17.图2为图1示出的基于陀螺仪控制模块的封装结构的电路原理框图。
18.附图标记：引脚基板100、连接引脚110、控制基板200、中央处理器210、1553b模块220、串口模块230、可编程基板300、fpga芯片310、存储基板400、存储芯片410、陀螺仪基板500、角度传感器510、can模块520、数字io模块530、灌封层600、引线桥700、金属镀层800。
具体实施方式
19.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
20.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
21.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
22.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
23.参照图1，根据本实用新型实施例的基于陀螺仪控制模块的封装结构，包括灌封层600、设有若干个连接引脚110的引脚基板100、设有中央处理器210的控制基板200、设有fpga芯片310(field programmable gate array，现场可编程逻辑门阵列)的可编程基板300、设有至少一个存储芯片410的存储基板400以及设有角度传感器510的陀螺仪基板500；
所述灌封层600用于将所述引脚基板100、所述控制基板200、所述可编程基板300、所述存储基板400以及所述陀螺仪基板500灌封于内部，所述引脚基板100置于底层，且所述连接引脚110延伸到所述灌封层600外，所述控制基板200、所述可编程基板300、所述存储基板400以及所述陀螺仪基板500以任意顺序进行堆叠形成堆叠结构，所述堆叠结构置于所述引脚基板100的上方；若干个所述引线桥700分别设于所述引脚基板100、所述控制基板200、所述可编程基板300、所述存储基板400以及所述陀螺仪基板500的周边，且分别与对应的所述连接引脚110、所述中央处理器210、所述fpga芯片310、所述存储芯片410以及所述角度传感器510关联连接；若干个所述金属镀层800分别设于所述灌封层600的表面且与对应的所述引线桥700关联连接，使所述引脚基板100、所述控制基板200、所述可编程基板300、所述存储基板400以及所述陀螺仪基板500关联连接，陀螺仪模块上的引脚基板100、控制基板200、可编程基板300、存储基板400以及陀螺仪基板500分别通过引脚基板100上的连接引脚110与外部电路结构实现电性连接。
24.可以想到的是，角速度传感器的型号，本领域技术人员可以结合需求对角速度传感器进行选型，本实施例中，角速度传感器采用的型号为ad2s80。
25.在本实用新型的一些实施例中，所述控制基板200、所述陀螺仪基板500、所述可编程基板300以及所述存储基板400从下至上依次叠放于所述引脚基板100的上方。将陀螺仪基板500设于中部，可以提高角速度传感器的测量准确度，同时也便于在安装陀螺仪模块时，对整体的水平位置和水平方位进行调整。
26.在本实用新型的一些实施例中，所述陀螺仪基板500还设有分别与所述fpga芯片310电性连接的can模块520(controller area network，控制器域网)以及数字io模块530，所述can模块520以及所述数字io模块530分别与所述陀螺仪基板500上对应的所述引线桥700关联连接。利用can模块520可以实现陀螺仪模块与外部电路之间的通讯连接，利用数字io模块530可以实现fpga芯片310向外部电路发生方波或pwm信号。
27.在本实用新型的一些实施例中，所述控制基板200上还设有分别与所述中央处理器210电性连接的1553b模块220(信息传输总线标准协议)以及串口模块230，所述串口模块230还与所述fpga芯片310电性连接，所述1553b模块220以及串口模块230与所述控制基板200上对应的所述引线桥700关联连接。利用1553b模块220和串口模块230可以实现控制基板200与外部电路之间的通讯连接。
28.在本实用新型的一些实施例中，所述中央处理器210的型号为s698
‑
t。
29.在本实用新型的一些实施例中，所述fpga芯片310的型号为a3pe3000l。
30.在本实用新型的一些实施例中，所述存储芯片410包括sram芯片(static random
‑
access memory，静态随机存取存储器)和flash芯片(闪存存储器)中的至少一种。结合实际陀螺仪模块的存储要求和性能要求，本领域技术人员可以选择相应型号和数量的存储芯片410，本实施例中，存储芯片410同时采用了五片sram芯片以及三片flash芯片，其中一片sram芯片用来实现edac(error detection and correction，错误检测与纠正)功能，另外三片sram芯片作为运行内存，用于系统的程序运行，三片flash芯片作为程序存储空间。同时，四片sram芯片以及三片flash芯片分别与所述中央处理器210电性连接。
31.在本实用新型的一些实施例中，所述灌封层600为环氧树脂。采用环氧树脂，不仅可有效地固定各基板，同时环氧树脂还具备耐高温、耐腐蚀以及良好的绝缘性能，因此，采
用环氧树脂可以有效地提高陀螺仪模块工作的稳定性和安全性。
32.在本实用新型的一些实施例中，所述连接引脚110为pga引脚。连接引脚110之间的间距为2.94mm。可以提高与外界的电性连接的稳定性，同时确保连接引脚110110之间不会造成影响，提高了陀螺仪模块与外界连接的可靠性。同时采用pga引脚，可以为整个封装结构提供良好机械支撑的效果。
33.在本实用新型的一些实施例中，引脚基板100、控制基板200、可编程基板300、陀螺仪基板500以及存储基板400均采用的是玻璃纤维环氧树脂覆铜板，并同时具备170℃以上的玻璃态转换温度，具有耐燃的特点，提高了安全性和可靠性。
34.陀螺仪模块的封装结构制造过程：
35.将引脚基板100、控制基板200、陀螺仪基板500、可编程基板300以及存储基板400对应的元器件按照预设的电性连接关系进行焊接，然后将脚基板、控制基板200、陀螺仪基板500、可编程基板300以及存储基板400从下至上进行堆叠形成堆叠结构，堆叠后则灌注环氧树脂形成灌封层600，将堆叠结构进行灌封，待环氧树脂凝固后，对灌封层600进行切割，使各基板的引线桥700露出灌封层600的表面，然后对灌封层600表面进行金属化处理形成金属镀层800，通过雕刻形成金属镀层800，使个引线桥700进行关联连接，从而引脚基板100、控制基板200、陀螺仪基板500、可编程基板300以及存储基板400对应的元器件实现关联连接，最终形成一个整体尺寸为40mm
×
40mm
×
16mm的封装结构，尺寸的误差在
±
1mm内。
36.根据本实用新型实施例的基于陀螺仪控制模块的封装结构，通过如此设置，可以达成至少如下的一些效果，利用灌封层600将堆叠后的引脚基板100、控制基板200、可编程基板300、存储基板400以及陀螺仪基板500灌封于内部，可以有效地降低陀螺仪模块在平面上的占用空间，实现小型化，同时还降低了装配难度，配合可编程基板300，还可对陀螺仪模块实现逻辑电路编程设计，使陀螺仪按照设定的要求进行工作。
37.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
38.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。