本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝，尤其涉及一種基于mems光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊。

背景技術(shù)：

1、隨著半導(dǎo)體工藝的不斷進步，芯片性能也逐漸增強。但摩爾定律逐漸放緩，芯片面積的優(yōu)化也越來越極限，一味追求單位面積上所能容納的晶體管數(shù)量的增加，硅電路的漏電流泄露、散熱效果差等問題也不可避免地被暴露。亟需通過別的先進技術(shù)來實現(xiàn)突破，使得既兼顧電路各項性能的同時又能達到縮小芯片面積的目的。

2、芯粒封裝（chip?scale?package，csp）是一種小型封裝技術(shù)，旨在將集成電路芯片封裝在非常接近芯片尺寸的封裝體中。芯粒封裝相比傳統(tǒng)封裝形式更小巧，可以顯著減小整體封裝尺寸，有助于實現(xiàn)更緊湊的電子設(shè)備設(shè)計。芯粒封裝中芯片與基板之間的連接距離很短，有利于降低信號傳輸延遲和功耗，提高系統(tǒng)性能。由于封裝體積小、信號傳輸距離短，芯粒封裝通常具有較低的功耗，有助于延長電池續(xù)航時間。芯粒封裝有助于提高散熱性能，因為封裝更接近芯片，熱量傳遞更加高效，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。芯粒封裝有助于提高集成度，使得更多功能可集成在單個封裝中，有利于降低系統(tǒng)復(fù)雜度并提高生產(chǎn)效率。芯粒封裝可以減少材料使用和制造工序，從而降低制造成本，特別是對于大規(guī)模生產(chǎn)來說具有吸引力。芯粒封裝被廣泛應(yīng)用于移動設(shè)備、智能穿戴設(shè)備、無線通信模塊、傳感器、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，滿足了對小型化、輕量化和高性能的需求。

3、實際運用芯粒封裝技術(shù)時，可以將每個子模塊作為一個芯粒進行封裝，再將多個子模塊芯粒連接起來作為一個具有完整功能的芯片。這樣不僅可以兼顧電路性能，而且便于后續(xù)的測試。而對于子模塊芯?；?，如何將各個子模塊有效連接，如何更好地運用這一特點，也成為一個值得思考的課題。不同于舊有的封裝技術(shù)，芯粒封裝將各個子模塊獨立，若能提高各個子模塊的利用效率，節(jié)省高重復(fù)度流片成本，則芯粒封裝的優(yōu)勢便可以更好地顯現(xiàn)，更好地投入應(yīng)用中去。

4、在數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，廣播技術(shù)是一種關(guān)鍵的通信手段，它允許單個發(fā)送者向網(wǎng)絡(luò)上所有可用的接收者發(fā)送信息，可以減少存儲空間的占用。廣播技術(shù)作為一種高效的局域網(wǎng)信息傳播手段，具有實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)、簡化設(shè)備配置、確保信息實時性等優(yōu)勢。其中多播技術(shù)是一臺主機向其余多臺主機發(fā)送共享信道網(wǎng)絡(luò)幀。廣播技術(shù)的應(yīng)用有利于不同主機間的數(shù)據(jù)傳輸。而mems光開關(guān)是一種利用微機電系統(tǒng)（mems）技術(shù)制造的光開關(guān)，具有微小尺寸、高速度和低能耗等優(yōu)勢。正是這些優(yōu)點，使得mems光開關(guān)可以實現(xiàn)對光信號的精確切換和路由。且由于其具有快速響應(yīng)時間，因此可以有更多的電路切換和重復(fù)連接的應(yīng)用。本發(fā)明正是從mems光開關(guān)的廣播的思想出發(fā)，進一步擴大芯粒封裝的優(yōu)勢。

5、因此，如何運用上述的技術(shù)，將芯粒封裝的優(yōu)點最大化，同時追求電路的高性能和傳統(tǒng)封裝工藝具有的優(yōu)點，是目前需要考慮的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種基于mems光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。

2、本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種基于mems光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊，所述芯粒模塊包括多個芯粒，所述芯粒用于對每個有某一確定功能的子模塊電路進行芯粒封裝，每兩個芯粒之間通過mems光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接，mems光開關(guān)的兩端分別通過光纖連接兩個芯粒，mems光開關(guān)內(nèi)部通過廣播通信的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

3、所述mems光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括光分路器組和光開關(guān)組；所述光分路器組包括m個1×n端口的光分路器，所述光開關(guān)組包括n個1×m端口的光開關(guān)；所述光分路器組和光開關(guān)組的一端通過光纖連接芯粒，光分路器組和光開關(guān)組的另一端之間存在著n×m條內(nèi)部通道，用于mems光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的廣播通信。

4、所述光分路器組中每一個光分路器的每一條通道通過光纖分別與光開關(guān)組中每一個開關(guān)的n個通道中沒有被連接過的一條通道構(gòu)成可建立或終止的連接；所述光開關(guān)組中每一個光開關(guān)的每一條通道通過光纖分別與光分路器組中每一個光分路器的n個通道中沒有被連接過的一條通道構(gòu)成可建立或終止的連接；所述光分路器組的每一個光分路器和光開光組的每一個光開關(guān)都有一個可供連接的通道。

5、連接不同芯粒的不同mems光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不同，即不同mems光開光網(wǎng)絡(luò)兩端的端口數(shù)n×m的端口數(shù)n值不同和端口數(shù)m值不同，根據(jù)所連接的兩個芯粒的功能決定具體mems光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。

6、每個光開關(guān)和光分路器作為不同的主機，每個光開關(guān)和光分路器的每一個端口作為不同的進程，分別運行于兩主機內(nèi)的兩進程間存在著一條連接，該連接通過握手進行建立，也通過握手進行終止；當兩芯粒之間需要建立某種連接實現(xiàn)某種功能時，由光分路器作為主機向其余作為目的主機的光開關(guān)發(fā)送共享信道網(wǎng)絡(luò)幀進行多播，從而實現(xiàn)連接的建立以實現(xiàn)芯粒之間的不同功能。

7、所述光分路器和光開關(guān)之間的連接方式包括組播方式和多播方式；所述組播方式包括某一光分路器作為主機，向?qū)γ婀忾_關(guān)組中每一個作為主機的光開關(guān)發(fā)送信號進行連接；所述多播方式包括某一光分路器作為主機，向?qū)γ婀忾_關(guān)組中多個作為主機的光開關(guān)發(fā)送信號進行連接。

8、所述光開關(guān)包括光纖準直器、光纖準直器組、兩個mems微鏡和mems控制器；從光開關(guān)外界發(fā)出的單條光信號輸入至光開關(guān)中，首先通過光纖準直器，將輸入的光信號準直為平行光，光纖準直器輸出的光信號經(jīng)過一塊可旋轉(zhuǎn)的mems微鏡反射到第二塊固定的mems微鏡，再由第二塊mems微鏡反射到光纖準直器組中，最后光纖準直器組輸出的光信號將輸出到光開關(guān)結(jié)構(gòu)之外作為經(jīng)過光開關(guān)結(jié)構(gòu)處理后的輸出信號。

9、所述光開關(guān)組輸出的n條通道，不同通道下產(chǎn)生的輸出信號由兩個mems微鏡產(chǎn)生；mems控制器控制第一塊mems微鏡的旋轉(zhuǎn)，第一塊mems微鏡不同的旋轉(zhuǎn)角度反射到第二塊mems微鏡上有不同的光信號位置，不同位置的光信號再由第二塊mems微鏡發(fā)射到光信準直器組中，每一個位置的光信號對應(yīng)一條通道。

10、所述光分路器中的每一個光分路器包括以plc技術(shù)制備，所述光開關(guān)組中的每一個光開關(guān)包括以mems技術(shù)制備。

11、本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

12、1、對當下的芯粒封裝進行了合理性改進，對先進封裝技術(shù)實現(xiàn)了進一步的優(yōu)化，便于擴大先進封裝技術(shù)的使用范圍，使其能夠更好地服務(wù)于集成電路制造。

13、2、有效地將mems光開關(guān)和芯粒封裝技術(shù)結(jié)合，借助微機電系統(tǒng)的控制，使封裝技術(shù)達到尺寸小、速度快、能耗低的優(yōu)點。

14、3、用的廣播思想中的多播思想，提高了芯粒間的互聯(lián)性，提高了芯粒封裝的重復(fù)利用度，提高了測試效率和容錯率。

技術(shù)特征：

1.一種基于mems光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊，其特征在于：所述芯粒模塊包括多個芯粒，所述芯粒用于對每個有某一確定功能的子模塊電路進行芯粒封裝，每兩個芯粒之間通過mems光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接，mems光開關(guān)的兩端分別通過光纖連接兩個芯粒，mems光開關(guān)內(nèi)部通過廣播通信的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于mems光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊，其特征在于：所述mems光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括光分路器組和光開關(guān)組；所述光分路器組包括m個1×n端口的光分路器，所述光開關(guān)組包括n個1×m端口的光開關(guān)；所述光分路器組和光開關(guān)組的一端通過光纖連接芯粒，光分路器組和光開關(guān)組的另一端之間存在著n×m條內(nèi)部通道，用于mems光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的廣播通信。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于mems光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊，其特征在于：所述光分路器組中每一個光分路器的每一條通道通過光纖分別與光開關(guān)組中每一個開關(guān)的n個通道中沒有被連接過的一條通道構(gòu)成可建立或終止的連接；所述光開關(guān)組中每一個光開關(guān)的每一條通道通過光纖分別與光分路器組中每一個光分路器的n個通道中沒有被連接過的一條通道構(gòu)成可建立或終止的連接；所述光分路器組的每一個光分路器和光開光組的每一個光開關(guān)都有一個可供連接的通道。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于mems光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊，其特征在于：連接不同芯粒的不同mems光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不同，即不同mems光開光網(wǎng)絡(luò)兩端的端口數(shù)n×m的端口數(shù)n值不同和端口數(shù)m值不同，根據(jù)所連接的兩個芯粒的功能決定具體mems光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于mems光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊，其特征在于：每個光開關(guān)和光分路器作為不同的主機，每個光開關(guān)和光分路器的每一個端口作為不同的進程，分別運行于兩主機內(nèi)的兩進程間存在著一條連接，該連接通過握手進行建立，也通過握手進行終止；當兩芯粒之間需要建立某種連接實現(xiàn)某種功能時，由光分路器作為主機向其余作為目的主機的光開關(guān)發(fā)送共享信道網(wǎng)絡(luò)幀進行多播，從而實現(xiàn)連接的建立以實現(xiàn)芯粒之間的不同功能。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于mems光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊，其特征在于：所述光分路器和光開關(guān)之間的連接方式包括組播方式和多播方式；所述組播方式包括某一光分路器作為主機，向?qū)γ婀忾_關(guān)組中每一個作為主機的光開關(guān)發(fā)送信號進行連接；所述多播方式包括某一光分路器作為主機，向?qū)γ婀忾_關(guān)組中多個作為主機的光開關(guān)發(fā)送信號進行連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任意一項所述的一種基于mems光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊，其特征在于：所述光開關(guān)包括光纖準直器、光纖準直器組、兩個mems微鏡和mems控制器；從光開關(guān)外界發(fā)出的單條光信號輸入至光開關(guān)中，首先通過光纖準直器，將輸入的光信號準直為平行光，光纖準直器輸出的光信號經(jīng)過一塊可旋轉(zhuǎn)的mems微鏡反射到第二塊固定的mems微鏡，再由第二塊mems微鏡反射到光纖準直器組中，最后光纖準直器組輸出的光信號將輸出到光開關(guān)結(jié)構(gòu)之外作為經(jīng)過光開關(guān)結(jié)構(gòu)處理后的輸出信號。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于mems光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊，其特征在于：所述光開關(guān)組輸出的n條通道，不同通道下產(chǎn)生的輸出信號由兩個mems微鏡產(chǎn)生；mems控制器控制第一塊mems微鏡的旋轉(zhuǎn)，第一塊mems微鏡不同的旋轉(zhuǎn)角度反射到第二塊mems微鏡上有不同的光信號位置，不同位置的光信號再由第二塊mems微鏡發(fā)射到光信準直器組中，每一個位置的光信號對應(yīng)一條通道。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于mems光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊，其特征在于：所述光分路器中的每一個光分路器包括以plc技術(shù)制備，所述光開關(guān)組中的每一個光開關(guān)包括以mems技術(shù)制備。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于MEMS光開關(guān)和廣播通信的芯粒模塊，所述芯粒模塊包括多個芯粒，所述芯粒用于對每個有某一確定功能的子模塊電路進行芯粒封裝，每兩個芯粒之間通過MEMS光開關(guān)網(wǎng)絡(luò)連接，MEMS光開關(guān)的兩端分別通過光纖連接兩個芯粒，MEMS光開關(guān)內(nèi)部通過廣播通信的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明有效地將MEMS光開關(guān)和芯粒封裝技術(shù)結(jié)合，借助微機電系統(tǒng)的控制，使封裝技術(shù)達到尺寸小、速度快、能耗低的優(yōu)點。用的廣播思想中的多播思想，提高了芯粒間的互聯(lián)性，提高了芯粒封裝的重復(fù)利用度，提高了測試效率和容錯率。

技術(shù)研發(fā)人員：麻澤宇,李高林,呂鵬,孔德鈺,劉爽,劉洋
受保護的技術(shù)使用者：成都奕成集成電路有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30