微系统架构技术方案

本申请涉及一种微系统架构，通过在基板上设置接口电极和微型器件通用电路，采用预成型封装体对微型器件通用电路进行封装，并暴露出位于开放腔室内的接口电极，可以为各种微型器件提供二次集成所需的开放式通用接口以及封闭式通用电路。其中，设置于开放腔室内的接口电极形成开放式通用接口，可以在实现多种待集成微型器件的二次集成。封装于预成型封装体内的微型器件通用电路形成封闭式通用电路，可以保证微系统架构具有较高的集成度，从而形成功能完整、体积微小且面向应用的微系统，满足各种智能感知、移动感知以及分布感知场景的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
微系统架构
本申请涉及微系统
，特别是涉及一种微系统架构。
技术介绍
随着人类社会全面进入信息化时代，生产生活中需要对越来越多的场景和对象进行实时监测，如汽车轮胎、水电气热、气体组分以及物流货物等。由于上述监测需求具有信息密度低、分布范围广、维护管理难以及附加价值低等特点，故其对传感系统的体积、功耗、成本、信息融合度以及智能化程度提出了更高的要求，传统的传感系统难以胜任。微传感器的出现使得微型化、轻量级、低成本、智能化的感知微系统成为可能，而微系统集成技术是微传感器从原始晶圆走向终端应用的关键。在传统方案中，通常采用系统级封装工艺将应用场景所需的微传感器晶圆、配套的专用功能电路晶圆以及封闭式封装进行一次性成型，从而形成面向场景的专用微系统，下游的终端设备制造商仅需要增添少量外围辅助器件即可得到面向专用场景的终端产品。因此，通过上述过程制造的面向场景的专用微系统存在应用范围较窄，且无法进行重复使用等缺陷。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统方案中微系统存在应用范围较窄且无法进行重复使用的问题，提供一种微系统架构。本申请提供一种微系统架构，包括：基板；多个接口电极，设置于所述基板，用于兼容多种微型器件的封装引脚；微型器件通用电路，设置于所述基板，且与所述接口电极同侧设置，与所述接口电极通过所述基板内预埋信号线电气互连；以及预成型封装体，覆盖所述基板面向所述微型器件通用电路的一侧，用于对所述微型器件通用电路进行封装，其中所述预成型封装体开设有至少一个开放腔室，所述开放腔室用于暴露出所述接口电极。在其中一个实施例中，所述微系统架构还包括：盖板，覆盖所述开放腔室，用于对所述开放腔室内待集成于所述接口电极的多种所述微型器件进行封装。在其中一个实施例中，所述盖板覆盖整个所述预成型封装体远离所述基板的一侧。在其中一个实施例中，所述微型器件通用电路包括：通用模拟调理电路，其输入端与所述接口电极电连接，用于对所述接口电极输出的模拟信号进行放大或滤波处理；以及通用数字处理电路，其输入端与所述通用模拟调理电路的输出端以及所述接口电极电连接，用于接收所述模拟信号并对所述模拟信号进行模数转化处理，读取所述接口电极输出的数字信号，生成控制信号并发送至所述接口电极。在其中一个实施例中，所述微型器件通用电路还包括：通用无线通信电路，与所述通用数字处理电路电连接，用于对外进行数据收发。在其中一个实施例中，所述微型器件通用电路还包括：通用电源管理电路，其输出端与所述通用模拟调理电路、所述通用数字处理电路和所述通用无线通信电路分别电连接，用于为所述通用模拟调理电路、所述通用数字处理电路和所述通用无线通信电路供电。在其中一个实施例中，所述微系统架构还包括：外部电气接口，设置于所述基板背向所述微型器件通用电路的一侧，与所述微型器件通用电路通过所述基板内预埋信号线电气互连，用于与外部进行有线信号交互。在其中一个实施例中，所述微系统架构还包括：至少一个外部调整电路，通过所述外部电气接口与所述通用模拟调理电路电连接，每个所述外部调整电路用于调整所述通用模拟调理电路的放大倍数或滤波模式。在其中一个实施例中，所述微系统架构还包括：至少一个外部调整电路，通过所述外部电气接口与所述通用电源管理电路电连接，每个所述外部调整电路用于调整所述通用电源管理电路的供电电压或供电模式。在其中一个实施例中，所述外部调整电路包括外置电阻。在其中一个实施例中，所述通用数字处理电路包括：数模转换模块，与所述通用模拟调理电路的输出端电连接，用于接收所述模拟信号并对所述模拟信号进行模数转化处理；主控模块，与所述数模转换模块电连接，用于接收完成模数转化处理后的所述模拟信号并对所述模拟信号进行预设分析或预设运算处理，生成集成的所述微型器件所需的控制信号；以及数字输入输出模块，与所述主控模块和所述接口电极分别电连接，用于读取所述接口电极输出的数字信号，接收所述控制信号并发送至所述接口电极。在其中一个实施例中，多个所述接口电极呈阵列式分布。本申请提供的微系统架构通过在基板上设置接口电极和微型器件通用电路，采用预成型封装体对微型器件通用电路进行封装，并暴露出位于开放腔室内的接口电极，可以为各种微型器件提供二次集成所需的开放式通用接口以及封闭式通用电路。其中，设置于开放腔室内的接口电极形成开放式通用接口，可以在对多种待集成微型器件进行二次集成，封装于预成型封装体内的微型器件通用电路形成封闭式通用电路，可以保证微系统架构仍具有较高的集成度，从而形成功能完整、体积微小且面向应用的微系统，满足各种智能感知、移动感知以及分布感知场景的应用需求。此外，本申请提供的微系统架构还可以降低感知微系统的开发难度，满足微型器件集成的灵活性需求，推动微型器件的快速及广泛应用。附图说明图1为本申请实施例提供的一种微系统架构结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种微系统架构连接关系示意图；图3为本申请实施例提供的另一种微系统架构连接关系示意图。附图标号说明100微系统架构10基板20接口电极30微型器件通用电路310通用模拟调理电路320通用数字处理电路321数模转换模块322主控模块323数字输入输出模块330通用无线通信电路340通用电源管理电路40预成型封装体410开放腔室50盖板60外部电气接口70外部调整电路具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请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申请。但是本申请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申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。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申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。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。在传统方案中，通常采用系统级封装工艺将微传感器集成于微系统，即将应用场景所需的微传感器晶圆和配套的专用功能电路晶圆，连同封闭式封装进行一次性成型，从而形成面向场景的专用微系统。下游设备商作为微系统的使用者，无法对面向场景的专用微系统及其内部的微传感器进行更改，仅可以通过增添少量外围辅助器件形成面向专用场景的终端产品。例如，在胎本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微系统架构，其特征在于，包括：/n基板(10)；/n多个接口电极(20)，设置于所述基板(10)，用于兼容多种微型器件的封装引脚；/n微型器件通用电路(30)，设置于所述基板(10)，且与所述接口电极(20)同侧设置，与所述接口电极(20)通过所述基板(10)内预埋信号线电气互连；以及/n预成型封装体(40)，覆盖所述基板(10)面向所述微型器件通用电路(30)的一侧，用于对所述微型器件通用电路(30)进行封装，其中所述预成型封装体(40)开设有至少一个开放腔室(410)，所述开放腔室(410)用于暴露出所述接口电极(20)。/n

【技术特征摘要】
1.一种微系统架构，其特征在于，包括：
基板(10)；
多个接口电极(20)，设置于所述基板(10)，用于兼容多种微型器件的封装引脚；
微型器件通用电路(30)，设置于所述基板(10)，且与所述接口电极(20)同侧设置，与所述接口电极(20)通过所述基板(10)内预埋信号线电气互连；以及
预成型封装体(40)，覆盖所述基板(10)面向所述微型器件通用电路(30)的一侧，用于对所述微型器件通用电路(30)进行封装，其中所述预成型封装体(40)开设有至少一个开放腔室(410)，所述开放腔室(410)用于暴露出所述接口电极(20)。


2.根据权利要求1所述的微系统架构，其特征在于，还包括：
盖板(50)，覆盖所述开放腔室(410)，用于对所述开放腔室(410)内待集成于所述接口电极(20)的多种所述微型器件进行封装。


3.根据权利要求2所述的微系统架构，其特征在于，所述盖板(50)覆盖整个所述预成型封装体(40)远离所述基板(10)的一侧。


4.根据权利要求1所述的微系统架构，其特征在于，所述微型器件通用电路(30)包括：
通用模拟调理电路(310)，其输入端与所述接口电极(20)电连接，用于对所述接口电极(20)输出的模拟信号进行放大或滤波处理；以及
通用数字处理电路(320)，其输入端与所述通用模拟调理电路(310)的输出端以及所述接口电极(20)分别电连接，用于接收所述模拟信号并对所述模拟信号进行模数转化处理，读取所述接口电极(20)输出的数字信号，生成控制信号并发送至所述接口电极(20)。


5.根据权利要求4所述的微系统架构，其特征在于，所述微型器件通用电路(30)还包括：
通用无线通信电路(330)，与所述通用数字处理电路(320)电连接，用于对外进行数据收发。


6.根据权利要求5所述的微系统架构，其特征在于，所述微型器件通用电路(30)还包括：
通用电源管理电路(340)，其输出端与所述通用模拟调理电路(310)、所述通用数字处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤政，鲁文帅，尤睿，阮勇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11