本申請是向中國知識產(chǎn)權(quán)局提交的申請日為2016年3月16日、申請?zhí)枮?01610148450.4、發(fā)明名稱為“集成電源模塊的封裝件”的專利申請的分案申請。

本發(fā)明適用于半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，具體地講，涉及一種集成有電源模塊的半導(dǎo)體系統(tǒng)封裝件。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品中，封裝件、smt(表面組裝技術(shù))板和電池組成標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，封裝件通過smt板與電池連接供電，保證系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的封裝件，如圖1所示，封裝件通過底部的焊球與外部連接，由外部的電源向封裝件供電。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，不僅移動電話，而且日常必需品(例如，杯子、牙刷和衣服等)將彼此聯(lián)系，因而系統(tǒng)需要便攜化且小型化。然而，傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)在小型化上面臨困難，具體地，封裝件的集成度越來越高，但是目前仍需要獨(dú)立的電源進(jìn)行供電，這樣就限制了整個電子系統(tǒng)的小型化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)封裝件小型化的集成有供電模塊的封裝件。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供了一種封裝件，所述封裝件包括：基板，具有上表面和下表面；芯片，設(shè)置在基板的上表面上；第一供電模塊，設(shè)置在基板的上表面上，并且設(shè)置在芯片的一側(cè)；包封構(gòu)件，包封芯片和第一供電模塊；第二供電模塊，設(shè)置在包封構(gòu)件上，并通過設(shè)置在包封構(gòu)件中并且貫通包封構(gòu)件的連接構(gòu)件與基板電連接。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述第一供電模塊可以包括磁感應(yīng)元件。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述磁感應(yīng)元件可以包括磁性薄膜和圍繞磁性薄膜的線圈。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，第二供電模塊可以包括薄膜太陽能模塊，其中，薄膜太陽能模塊可以包括透明薄膜、透明導(dǎo)電氧化物、非晶硅以及金屬焊盤中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述連接構(gòu)件可以由金屬制成，例如，連接構(gòu)件可以是金屬柱，所述金屬柱的材料可以是錫、銅等金屬或者金屬合金。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述封裝件還可以包括無源器件，所述無源器件可以設(shè)置在基板的上表面上，或者可以埋置于基板之中。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述無源器件可以包括電容器、電阻器或電感器。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述芯片可以包括順序地疊置在基底的上表面上的功能芯片和能源處理芯片，所述功能芯片可以包括處理器，存儲器和通訊模塊中的一種或更多種。

磁感應(yīng)元件可以包括磁性薄膜和圍繞磁性薄膜的線圈。

通過本發(fā)明的上述詳細(xì)描述，能夠提供一種集成有供電模塊的封裝件，使得所述封裝件在室外時可以通過太陽能模塊吸收陽光而供電，并且在室內(nèi)時可以通過電池感應(yīng)實(shí)現(xiàn)無線供電從而達(dá)到封裝件的自供電效果，最終實(shí)現(xiàn)整個電子系統(tǒng)的小型化。

附圖說明

通過下面參照附圖結(jié)合示例性實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征將會變得更加清楚，其中：

圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)的封裝件的剖視圖；

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的封裝件的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的封裝件自供電的原理圖；

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的封裝件的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖；

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的封裝件的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下，將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。

在附圖中，為了清晰起見，會夸大層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。在整個說明書中同樣的附圖標(biāo)記表示相同的元件。將理解，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域或基底的元件被稱作“在”另一元件“上”時，該元件可以直接在所述另一元件上，或者也可以存在中間元件。可選擇地，當(dāng)元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。

圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)的封裝件100的剖視圖。

現(xiàn)有技術(shù)的封裝件100包括基板110、芯片120和包封構(gòu)件130。多個芯片120通過粘合劑140順序地粘結(jié)到基板上，并且通過引線150與基板電連接。包封構(gòu)件130設(shè)置在基板上，并將所述多個芯片120和引線150包封。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的封裝件100并不具有自供電模塊，也就是說，現(xiàn)有技術(shù)的封裝件100通過基板底部的焊球160與外部連接，并由外部電源向封裝件供電。

如上所述，由于需要提供另外的電源，使得封裝件的尺寸小型化受到限制。因此，需要提供一種能夠克服上述技術(shù)問題的封裝件。

本發(fā)明通過在封裝件中集成第一供電模塊(例如，磁感應(yīng)模塊)和第二供電模塊(例如，太陽能模塊)，使得在室外時能夠通過第一供電模塊吸收陽光以向封裝件供電，并且使得在室內(nèi)時通過第二供電模塊實(shí)現(xiàn)無線供電，從而達(dá)到封裝體自供電的效果，以實(shí)現(xiàn)封裝件的小型化。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的封裝件的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖，圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的系統(tǒng)封裝件自供電的原理圖，圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的封裝件的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖，圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的封裝件的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。

以下，將參照圖2-圖5來詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的封裝件的結(jié)構(gòu)，然而，本發(fā)明的范圍不受下面的具體實(shí)施例的限制，相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底的和完整的，并將本發(fā)明的保護(hù)范圍更清楚地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的封裝件的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的封裝件200包括基板210、芯片220、第一供電模塊230、包封構(gòu)件240、連接構(gòu)件250和第二供電模塊260。

基板210具有上表面和下表面。此外，基板210的上表面和下表面可以分別設(shè)置有焊盤(如圖1中設(shè)置在基板210的下表面的焊盤211)。設(shè)置在基板的上表面的焊盤(未示出)可以通過引線與芯片220電連接；設(shè)置在基板的下表面的焊盤(例如，焊盤211)可以使得整個封裝件200通過焊盤211與外部連接。

芯片220設(shè)置在基板的上表面上。芯片220可以包括功能芯片221和能源處理芯片222等。功能芯片可以包括處理器、存儲器、通訊模塊和傳感器等中的一種或更多種，但本發(fā)明不限于此。在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，功能芯片221可以包括順序地堆疊在基板210上的處理器221-1、存儲器221-2和通訊模塊221-3，并且可以通過引線與基板210連接。功能芯片221可以執(zhí)行系統(tǒng)的各種功能，例如處理數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、與外部通信等。能源處理芯片222可以堆疊在功能芯片221上，并且可以通過引線與基板210連接。例如，在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，能源處理芯片222可以設(shè)置在包括在功能芯片221中的通訊模塊223上。能源處理芯片222可以用于接收能源，并且可以對能源進(jìn)行管理以將能源分配給包括在功能芯片221中的各元件。功能芯片221和能源處理芯片222的區(qū)域可以被稱為“芯片區(qū)”。

第一供電模塊230可以設(shè)置在基板210的上表面上(例如，通過焊接而被設(shè)置在基板210的上表面上)，并且可以布置在芯片220的一側(cè)。第一供電模塊230可以通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生電，從而可以利用產(chǎn)生的電來為芯片220提供電力。因此，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的第一供電模塊230可以包括一個或更多個磁感應(yīng)元件，每個磁感應(yīng)元件可以包括磁性薄膜和圍繞磁性薄膜的線圈。當(dāng)?shù)谝还╇娔K230由上述構(gòu)造形成時，磁感應(yīng)元件可以在交流磁場的作用下通過與設(shè)置在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的封裝件200的外部的無線供電模塊(未示出)耦合來產(chǎn)生電力，從而傳輸?shù)叫酒?20(例如，能源處理芯片)，然而，本發(fā)明不限于此。

包封構(gòu)件240可以設(shè)置在基板210的上方，從而可以包封設(shè)置在基板210的上方的各種元件(例如，芯片210、引線和第一供電模塊230等)。此外，包封構(gòu)件240可以包括環(huán)氧樹脂塑封料，并且可以具有平坦的表面。此外，包封構(gòu)件240可以通過點(diǎn)膠或者模塑成型等工藝來形成，但本發(fā)明不限于此。

第二供電模塊260可以設(shè)置在包封構(gòu)件240上，并且可以通過吸收太陽能等外部能量轉(zhuǎn)化為電能來為芯片220提供電力。在這種情況下，第二供電模塊260可以包括薄膜太陽能模塊。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例，當(dāng)?shù)诙╇娔K260包括薄膜太陽能模塊時，薄膜太陽能模塊260可以包括順序堆疊在包封構(gòu)件240上的金屬焊盤層261、具有pin結(jié)構(gòu)的非晶硅層262、透明導(dǎo)電氧化物層263以及透明薄膜層264，并且可以通過各向異性的導(dǎo)電膠265而結(jié)合到包封構(gòu)件240上，但本發(fā)明不限于此。也就是說，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過現(xiàn)有技術(shù)而合理地設(shè)置第二供電模塊260的構(gòu)造，從而實(shí)現(xiàn)通過第二供電模塊260將其他形式的能量轉(zhuǎn)化成電能。

連接構(gòu)件250可以設(shè)置在基板210的焊盤上，并且可以設(shè)置在基板210和第二供電模塊260之間。此外，連接構(gòu)件250可以設(shè)置在包封構(gòu)件240中，并且可以貫通包封構(gòu)件240。在這種情況下，第二供電模塊260可以(通過各向異性導(dǎo)電膠265)與連接構(gòu)件250電連接，從而可以將第二供電模塊260的電力通過連接構(gòu)件250提供給芯片220(例如，能源處理芯片222)。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例，連接構(gòu)件250可以為圍繞芯片220設(shè)置的多個金屬柱，且金屬柱可以由錫、銅等金屬或者合金制成。然而，本發(fā)明不限于此，也就是說，連接構(gòu)件250可以由其他結(jié)構(gòu)的金屬構(gòu)件制成，且連接構(gòu)件250的形狀和數(shù)量不受限制。

以上通過結(jié)合具體示例描述了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例的封裝件的具體結(jié)構(gòu)，通過上述結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可以使得封裝件在室外環(huán)境下通過第二供電模塊吸收環(huán)境能量(例如，太陽能)并轉(zhuǎn)化為電力來自供電，并且可以使得封裝件在室內(nèi)環(huán)境下通過第一供電模塊的電磁轉(zhuǎn)化來自供電，從而省略了外部獨(dú)立電源的設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)了電子系統(tǒng)的小型化。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的系統(tǒng)封裝件自供電的原理圖。以下將結(jié)合圖3來示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝件200的自供電的原理圖。

封裝件自供電可以分為室外工作和室內(nèi)工作兩種情況。

結(jié)合圖2與圖3，在室外環(huán)境下，第二供電模塊(例如，薄膜太陽能模塊)260通過吸收太陽光接收能量，并且將能量通過連接構(gòu)件(例如，金屬柱)250傳遞到芯片220(例如，能源處理芯片222)。然后，芯片220(例如，能源處理芯片222)可以對能量進(jìn)行管理，從而將其分配給芯片220中的其他各個元件(例如，諸如處理器、存儲器、通訊模塊和傳感器等的功能芯片221)，以支持其運(yùn)轉(zhuǎn)。

此外，在室內(nèi)環(huán)境下，第一供電模塊(磁感應(yīng)元件)230可以通過與室內(nèi)的無線供電模塊(未示出)耦合而產(chǎn)生電力(例如，在交流磁場的作用下產(chǎn)生電流)，并且將電力傳輸?shù)叫酒?20(例如，能源處理芯片222)，再由芯片220(例如，能源處理芯片222)分配給其他各個元件(例如，諸如處理器222-1、存儲器221-2和通訊模塊221-3的功能芯片221)，以支持其運(yùn)轉(zhuǎn)。

通過上述描述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的封裝件200通過在其中增加第一供電模塊(例如，磁感應(yīng)元件)和第二供電模塊(例如，薄膜太陽能模塊)，從而可以實(shí)現(xiàn)封裝件的自供電，以達(dá)到電子系統(tǒng)的小型化的目的。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的封裝件300的結(jié)構(gòu)的示意性剖視圖。圖4中示出了封裝件300與圖2中示出的封裝件200除了無源器件310以外具有同樣的構(gòu)造，因此將省略同樣構(gòu)件的重復(fù)描述。

根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的封裝件300包括：基板210，具有上表面和下表面；芯片220，設(shè)置在基板210的上表面上；第一供電模塊230，設(shè)置在基板210的上表面上，并且設(shè)置在芯片220的一側(cè)；包封構(gòu)件240，包封芯片220和第一供電模塊230；第二供電模塊260，設(shè)置在包封構(gòu)件240上，并通過設(shè)置在包封構(gòu)件240中并且貫通包封構(gòu)件240的連接構(gòu)件250與基板210電連接。

此外，根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的封裝件300中還可以在基板210的上表面上設(shè)置有無源器件310。無源器件310可以是電容器、電阻器或電感器等器件，用于在封裝件中起到穩(wěn)定電壓的作用。

圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的封裝件400的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖5中示出了封裝件400與圖4中示出的封裝件300除了無源器件310的設(shè)置位置以外具有同樣的構(gòu)造，因此將省略同樣構(gòu)件的重復(fù)描述。

根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的封裝件400包括：基板210，具有上表面和下表面；芯片220，設(shè)置在基板210的上表面上；第一供電模塊230，設(shè)置在基板210的上表面上，并且設(shè)置在芯片220的一側(cè)；包封構(gòu)件240，包封芯片220和第一供電模塊230；第二供電模塊260，設(shè)置在包封構(gòu)件240上，并通過設(shè)置在包封構(gòu)件240中并且貫通包封構(gòu)件240的連接構(gòu)件250與基板210電連接。

此外，根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施例的封裝件400中還可以在基板210中設(shè)置有無源器件410。換言之，無源器件410可以被埋置于基板210中，且無源器件410可以是電容器、電阻器或電感器等，在封裝件中起到穩(wěn)定電壓的作用。

通過參照附圖并結(jié)合示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的封裝件，在室外環(huán)境下，第二供電模塊通過吸收諸如太陽光而接收外部能量，以將能量轉(zhuǎn)化為電能，從而通過連接構(gòu)件和基板傳遞到芯片和無源器件，其中，芯片對通過連接構(gòu)件傳遞的電能進(jìn)行管理和分配，從而實(shí)現(xiàn)自供電，無源器件在自供電過程中起到穩(wěn)定電壓的作用。另外，在室內(nèi)環(huán)境下，第一供電模塊通過與設(shè)置在室內(nèi)的無線供電模塊(未示出)耦合而產(chǎn)生電力(例如，在交流磁場的作用下產(chǎn)生電流)，并且將產(chǎn)生的電力傳輸?shù)叫酒蜔o源器件，其中，芯片對通過連接構(gòu)件傳遞的電能進(jìn)行管理和分配，從而實(shí)現(xiàn)自供電，無源器件在自供電過程中起到穩(wěn)定電壓的作用。

前述內(nèi)容是對示例實(shí)施例的舉例說明，且不應(yīng)被解釋為對其的限制。雖然已經(jīng)描述了一些示例實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解，在實(shí)質(zhì)上不脫離本發(fā)明構(gòu)思的新穎性教導(dǎo)的情況下，可在示例實(shí)施例中進(jìn)行各種變形和修改。