一种封装系统、制作方法及智能穿戴设备与流程

1.本技术属于封装系统技术领域，具体地，本技术涉及一种封装系统、制作方法及智能穿戴设备。


背景技术：

2.目前市面上出现了大量的智能穿戴设备，比如智能手环、智能手表、智能戒指等，由于智能穿戴设备的体积小巧，且能够满足用户的部分需求，所以需求度越来越高。这些智能穿戴设备具有监测运动、来电提示、闹钟提醒、监测用户的睡眠质量等功能，同时在智能穿戴设备上设置蓝牙芯片用以和电子设备进行信息互联。
3.但是随着智能穿戴设备的普及，各大厂家选择在智能穿戴设备内设置如陀螺仪传感器芯片、nfc芯片等结构，从而使智能穿戴设备具有更加丰富的功能，以获得更大的市场占有率。
4.但是现有技术中的封装系统在对多个芯片进行装配时，通常占用的空间较大，会导致智能穿戴设备的体积增大，与智能穿戴设备的设计初衷不符，且不符合用户的审美。
5.因此，有必要对封装系统的结构进行改进，以解决现有技术中封装系统内芯片过多，而导致封装系统体积增大的问题。


技术实现要素：

6.本技术的目的是提供一种封装系统、制作方法及智能穿戴设备，以解决现有技术中封装系统内芯片过多，而导致封装系统体积增大的问题。
7.第一方面，本技术提供了一种封装系统，包括：
8.第一电路层和第二电路层，所述第一电路层和所述第二电路层平行设置，所述第一电路层和所述第二电路层之间设置有第一塑封层，所述第一塑封层内设置有多个导电柱，所述导电柱被配置为用于连接所述第一电路层和所述第二电路层，所述第一电路层上与所述第二电路层相背的一侧至少设置有一个第一芯片，所述第一塑封层内至少设置有一个第二芯片，所述第二芯片和所述第二电路层电连接；
9.所述第一电路层上与所述第二电路层相背的一侧设置有第二塑封层，所述第一芯片至少包括光学心率传感器芯片，所述第二塑封层避让于所述光学心率传感器芯片设置。
10.可选地，所述第二电路层朝向所述第一电路层一侧还设置有转接板，所述第二芯片设置于所述转接板上。
11.可选地，所述第一电路层和所述转接板之间通过所述导电柱电连接。
12.可选地，所述第一塑封层和所述第一电路层之间设置有emi屏蔽层。
13.可选地，所述第二电路层与所述第一电路层相背的一侧设置有多个焊球。
14.可选地，所述第一电路层为基板，所述第二电路层为rdl层，所述第一芯片和所述第二芯片为asic芯片、陀螺仪传感器芯片、加速度传感器芯片、生物电阻抗传感器芯片、皮电反应传感器芯片、温度传感器芯片、gps芯片、nfc芯片、闪存芯片或蓝牙芯片中的任意一
种或几种。
15.可选地，所述第一塑封层上开设有多个通孔，多根导电柱分别插入不同的通孔内与所述第二电路层连接。
16.可选地，所述导电柱为银柱。
17.第二方面，本技术提供了一种上述任一所述的封装系统的制作方法，其特征在于，分别制作第一封装层和第二封装层，所述第二封装层内包括有所述第一塑封层，在所述第一塑封层上开设有多个通孔，并在通孔内设置所述导电柱，将所述第一封装层盖设于所述第一塑封层上，所述导电柱将所述第一封装层和所述第二封装层电连接。
18.可选地，制作所述第二封装层时的具体步骤如下：
19.将转接板设置于临时载板上，并在转接板上电连接有至少一个第二芯片，将所述临时载板上的所述转接板和所述第二芯片进行塑封形成第一塑封层；在所述第一塑封层上垂直于所述临时载板开设有多个通孔，向所述通孔内分别灌注液态银形成所述导电柱；去除所述临时载板并通过rdl工艺在所述第一塑封层底部形成rdl层。
20.可选地，制作所述第一封装层时的具体步骤如下：
21.将多个所述第一芯片设置于基板上，其中一个所述第一芯片为光学心率传感器芯片；将除所述光学心率传感器之外的所述第一芯片进行塑封形成第二塑封层。
22.可选地，在所述基板的底面上设置emi屏蔽层，将所述第一封装层固定于所述第二封装层上远离所述rdl层一侧，所述基板与所述rdl层和所述转接板之间通过所述导电柱连接，在所述rdl层远离所述第一塑封层的一侧设置多个焊球。
23.第三方面，本技术提供了一种智能穿戴设备，所述智能穿戴设备内设置有上述任一所述的封装系统。
24.本技术通过对封装系统进行改进，使封装系统具有更加丰富功能的同时，还能够控制封装系统的体积不会增加过多，进一步实现智能穿戴设备小型化的效果。
25.通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
26.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本技术的原理。
27.图1是本技术具体实施方式提供的一种封装系统的结构示意图；
28.图2是本技术具体实施方式提供的一种封装系统的结构示意图拆解图之一；
29.图3是本技术具体实施方式提供的一种封装系统的结构示意图拆解图之二；
30.图4是本技术具体实施方式提供的一种封装系统的结构示意图拆解图之三；
31.图5是本技术具体实施方式提供的一种封装系统的结构示意图拆解图之四；
32.图6是本技术具体实施方式提供的一种封装系统的结构示意图拆解图之五；
33.图7是本技术具体实施方式提供的一种封装系统的结构示意图拆解图之六。
34.附图标记：
35.1、第一电路层；11、第一芯片；111、光学心率传感器芯片；2、第二电路层；21、第二芯片；22、转接板；23、焊球；3、第一塑封层；31、通孔；4、导电柱；5、emi屏蔽层；6、临时载板；
7、第二塑封层。
具体实施方式
36.现在将参照附图来详细描述本技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。
37.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
38.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
39.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
40.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
41.第一方面，如图1至图7所示，本技术提供了一种封装系统，包括：
42.第一电路层1和第二电路层2，所述第一电路层1和所述第二电路层2平行设置，所述第一电路层1和所述第二电路层2之间设置有第一塑封层3，所述第一塑封层3内设置有多个导电柱4，所述导电柱4被配置为用于连接所述第一电路层1和所述第二电路层2，所述第一电路层1上与所述第二电路层2相背的一侧至少设置有一个第一芯片11，所述第一塑封层内至少设置有一个第二芯片21，所述第二芯片21和所述第二电路层2电连接；其中，第一芯片11和第二芯片21通过第一电路层1和第二电路层2以及导电柱4的配合，实现堆叠设置，减小了封装系统的体积。外部电路与第一电路板连接，第二芯片21的信号可以直接通过第一电路板传递至外部电路，第一芯片11接收的相关信号可以依次通过第一电路层1、导电柱4和第二电路层2传出，从而保证第一芯片11和第二芯片21的信号均能够完整传出的效果。
43.同时，第一塑封层3能够将第二芯片21和导电柱4包覆，实现对第二芯片21和导电柱4的保护，避免第二芯片21和导电柱4被破坏，同时也能够避免导电柱4与外部结构接触出现短路，造成封装系统内其余结构损坏等情况。且第二塑封层7能够避免多个芯片之间信号的干扰，保证芯片信号传输的稳定性。
44.所述第一电路层1上与所述第二电路层2相背的一侧设置有第二塑封层7，所述第一芯片11至少包括光学心率传感器芯片111，所述第二塑封层7避让于所述光学心率传感器芯片111设置。第二塑封层7能够对设置在第一电路层1上的第一芯片11进行包覆，从而对第一芯片11进行保护。其中光学心率传感器芯片111的作用是利用光照射向皮肤，透过皮肤组织反射回的光被光学心率传感器芯片111中的光敏传感器接收并转换成电信号再经过电信号转换成数字信号，再根据血液的吸光率就能测算出心率，从而实现对用户心率监测的作用。若在光学心率传感器芯片111上设置塑封层，则会对光的折射产生较大的影响，会导致检测数据不够准确，所以第二塑封层7应避让所述光学心率传感器芯片111设置，以保证监测数据的准确性。
45.同时第一芯片11和第二芯片21的数量以及种类并不做具体限定，根据生产厂商的不同需求，第一电路层1和第二电路层2上可以设置不同数量不同类型的芯片，当封装系统
安装在智能穿戴设备中时，可以实现更多的功能，便于用户使用。同时由于本技术中封装系统的体积较小，能够保持智能设备的小型化，便于用户穿戴。
46.可选地，如图1至图7所示，所述第二电路层2朝向所述第一电路层1一侧还设置有转接板22，所述第二芯片21设置于所述转接板22上。若第二芯片21直接连接至第二电路层2上，则会增加连接引脚的数量，而将转接板22与第二电路层2连接，引脚数量固定，即使第二芯片21数量较多，也不会导致第二电路层2的层数增加，所以通过转接板22将第二芯片21连接至第二电路层2上，能够减少第二电路层2的厚度，减小了封装系统体积的同时，还能够提高封装系统的散热性能。
47.可选地，如图1至图7所示，所述第一电路层1和所述转接板22之间通过导电柱4电连接。导电柱4将第一电路层1和第二电路层2连通，且将第一电路层1和转接板22连通，若需要第一芯片11和第二芯片21信息组合处理时，通过导电柱4将部分第一芯片11的信息传递至转接板22上，并传递至指定的第二芯片21内，通过第二芯片21对第一芯片11的信息进行处理后，共同输出至外部电路中。
48.所述第一塑封层3和所述第一电路层1之间设置有emi(电磁干扰)屏蔽层5emi。通过设置emi屏蔽层5，进一步减小第一芯片11和第二芯片21之间相互干扰的情况发生，保证每个第一芯片11和第二芯片21均能够实现稳定的信号输出和输入。
49.可选地，如图1至图7所示，所述第二电路层2与所述第一电路层1相背的一侧设置有多个焊球23。通过焊球23可以将封装系统与外部电路的电路板连接，将封装系统中第一芯片11和第二芯片21采集的数据传输至外部。
50.可选地，如图1至图7所示，所述第一电路层1为基板，所述第二电路层2为rdl层，所述第一芯片11和所述第二芯片21为asic芯片、陀螺仪传感器芯片、加速度传感器芯片、生物电阻抗传感器芯片、皮电反应传感器芯片、温度传感器芯片、gps芯片、nfc芯片、闪存芯片或蓝牙芯片中的任意一种或几种。其中，rdl层能够减小封装模组整体的功耗，同时能够减小封装系统的体积，且rdl层能够配合转接板22从而增加转接板22上的输入/输出接口数量。
51.其中，asic(appl icationspecificintegratedcircuit)芯片能够根据智能穿戴设备的需求进行特定设计，在根据第一芯片11和第二芯片21的种类、功能的不同，有针对的进行强化，具有更高的处理速度和更低的能耗。
52.陀螺仪传感器芯片的作用为能够准确的判断封装系统小幅度的偏斜，应用在智能穿戴设备上时，例如用于检测用户睡眠时翻身次数，或通过晃动智能穿戴设备从而启动指定程序等。
53.加速度传感器芯片和陀螺仪传感器芯片配合，通过测量方向和加速度力量，判断设备是否移动，从而达到计步的目的，而通过收集的数据匹配用户正在进行的运动类型，进而监测用户的步行数、卡路里消耗量等，实现智能设备最基本的功能。
54.生物电阻抗传感器芯片可通过生物肌体自身阻抗来实现血液流动监测，并转化为具体的心率、呼吸率及皮电反应指数。
55.皮电反应传感器芯片用来测量人的唤醒度，而唤醒度经过大量科研实验证明是和人的关注度和参与度紧密联系在一起的。人体的皮肤电阻、电导随皮肤汗腺机能变化而改变，这些可测量的皮肤电改变称之为皮电活动。心理生理学家对心理上引起的汗腺活动进行测量，来研与之相关的心理活动，这也是一些手环可以提供用户心情指数的重要依据。
56.温度传感器芯片通过与用户皮肤的直接接触，测量出皮肤的表层温度。
57.gps(全球定位系统)芯片可以用于记录用户的地理位置、跑步路线，实现轨迹规划、航迹返航，对于喜欢户外运动的人群来说是绝对的刚需
58.nfc(近场通信技术)芯片可以使封装系统具有移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等功能。例如当本技术实施例中的封装系统应用于智能手表中时，通过手表既可以实现公交地铁刷卡上车等功能。
59.闪存芯片可以将封装系统所采集的信息进行存储，用户可以查看更多的检测数据。
60.蓝牙芯片可以使封装系统与其余电子设备进行短距离通信互联的效果。例如当本技术实施例中的封装系统应用于智能手表中时，通过手表即可以实现与手机之间数据的传输。
61.同时，第一芯片11和第二芯片21并不局限于上述的几个芯片，还可以是电容传感器芯片、霍尔传感器芯片、环境光传感器芯片等，在此不一一进行赘述。其中，若采用生物电阻抗传感器芯片、皮电反应传感器或温度传感器芯片等需要与人体进行接触的芯片时，将其设置在第一电路层1上作为第一芯片11，并在设置第二塑封层7时，避让生物电阻抗传感器芯片、皮电反应传感器或温度传感器芯片等需要与人体进行接触的芯片，从而提高监测结果的准确性。
62.可选地，如图1至图7所示，所述第一塑封层3上开设有多个通孔31，多根导电柱4分别插入不同的通孔31内与所述第二电路层2连接。通孔31垂直于第二电路层2设置，当导电柱4装入通孔31内时，导电柱4能够准确的将第一电路层1和转接板22以及第二电路层2上对应的位置连接，从而实现第一电路层1和转接板22以及第二电路层2之间的互联互通。
63.可选地，如图1至图7所示，所述导电柱4为银柱。通过向通孔31内设置银柱，从而将第一电路层1和转接板22以及第二电路层2电连接。或是通过向通孔31内灌注液态银从而形成银柱，两种方法均可。
64.第二方面，如图1至图7所示，本技术提供了一种上述任一所述的封装系统的制作方法，其特征在于，分别制作第一封装层和第二封装层，所述第二封装层内包括有所述第一塑封层3，在所述第一塑封层3上开设有多个通孔31，并在通孔31内设置所述导电柱4，将所述第一封装层盖设于所述第一塑封层3上，所述导电柱4将所述第一封装层和所述第二封装层电连接。其中，第一电路层1、第一芯片11和第二塑封层7属于第一封装层，第二电路层2、第二芯片21、第一塑封层3、导电柱4和转接板22属于第二封装层。通过将第一封装层和第二封装层拼接即可实现封装系统的安装，大大减小了封装系统的安装难度。
65.可选地，如图2至图5所示，制作所述第二封装层时的具体步骤如下：
66.将转接板22设置于临时载板6上，并在转接板22上电连接有至少一个第二芯片21，将所述临时载板6上的所述转接板22和所述第二芯片21进行塑封形成第一塑封层3；在所述第一塑封层3上垂直于所述临时载板6开设有多个通孔31，向所述通孔31内分别灌注液态银形成所述导电柱4；去除所述临时载板6并通过rdl工艺在所述第一塑封层3底部形成rdl层。利用临时载板6将转接板22和第二芯片21固定，同时转接板22和第二芯片21塑封形成第一塑封层3，并在第一塑封层3对应位置处开设通孔31，在通孔31内设置导电柱4即可。其中导电柱4可以为和通孔31尺寸相匹配的银柱，而为了进一步保证第一封装层和第二封装层之
间电连接的稳定性，也可以采用灌注液态银的方式，当液态银在通孔31内冷却后能够形成与通孔31相贴合的银柱。当封装系统出现晃动或碰撞时，导电柱4不会轻易与第一电路层1、转接板22和第二电路层2分离，保证了封装系统内部信号传输的稳定性。
67.可选地，如图6至图7所示，制作所述第一封装层时的具体步骤如下：
68.将多个所述第一芯片11设置于基板上，其中一个所述第一芯片11为光学心率传感器芯片111；将除所述光学心率传感器之外的所述第一芯片11进行塑封形成第二塑封层7。光学心率传感器芯片111用于检测人体的心率等数据，第二塑封层7将除了光学心率传感器芯片111之外的第一芯片11包覆，若第一芯片11还包括如生物电阻抗传感器芯片、皮电反应传感器或温度传感器芯片等需要与人体进行接触的芯片时，在设置第二塑封层7时，避让生物电阻抗传感器芯片、皮电反应传感器或温度传感器芯片等需要与人体进行接触的芯片，从而提高监测结果的准确性。
69.其中第一塑封层3和第二塑封层7能够减小第一芯片11和第二芯片21相互之间的信号干扰，从而增加信息传输的稳定性，以及第一芯片11和第二芯片21数据监测的准确性。
70.可选地，在所述基板的底面上设置emi屏蔽层5，将所述第一封装层固定于所述第二封装层上远离所述rdl层一侧，所述基板与所述rdl层和所述转接板22之间通过所述导电柱4连接，在所述rdl层远离所述第一塑封层3的一侧设置多个焊球23。通过emi屏蔽层5能够进一步减小第一芯片11和第二芯片21之间的干扰。通过将第一封装层和第二封装层的固定，完成封装系统的装配，装配过程十分简单，降低了生产难度。
71.第三方面，本技术提供了一种智能穿戴设备，所述智能穿戴设备内设置有上述任一所述的封装系统。以上述封装系统应用于智能手表为例，能够使智能手表拥有更加丰富的功能，同时不会使智能手表的体积过大，控制表盘尺寸，使智能手表的外观能够被更多用户接受。同时由于封装系统内装配了大量的芯片，所以智能手表内能够有较大的空间设置电池，使智能手表具有更加充足的电量，提高智能手表的续航。
72.虽然已经通过例子对本技术的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本技术的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本技术的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本技术的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：
1.一种封装系统，其特征在于，包括：第一电路层和第二电路层，所述第一电路层和所述第二电路层平行设置，所述第一电路层和所述第二电路层之间设置有第一塑封层，所述第一塑封层内设置有多个导电柱，所述导电柱被配置为用于连接所述第一电路层和所述第二电路层，所述第一电路层上与所述第二电路层相背的一侧至少设置有一个第一芯片，所述第一塑封层内至少设置有一个第二芯片，所述第二芯片和所述第二电路层电连接；所述第一电路层上与所述第二电路层相背的一侧设置有第二塑封层，所述第一芯片至少包括光学心率传感器芯片，所述第二塑封层避让于所述光学心率传感器芯片设置。2.根据权利要求1所述的封装系统，其特征在于，所述第二电路层朝向所述第一电路层一侧还设置有转接板，所述第二芯片设置于所述转接板上。3.根据权利要求2所述的封装系统，其特征在于，所述第一电路层和所述转接板之间通过所述导电柱电连接。4.根据权利要求1所述的封装系统，其特征在于，所述第一塑封层和所述第一电路层之间设置有emi屏蔽层。5.根据权利要求1所述的封装系统，其特征在于，所述第二电路层与所述第一电路层相背的一侧设置有多个焊球。6.根据权利要求1所述的封装系统，其特征在于，所述第一电路层为基板，所述第二电路层为rdl层，所述第一芯片和所述第二芯片为asic芯片、陀螺仪传感器芯片、加速度传感器芯片、生物电阻抗传感器芯片、皮电反应传感器芯片、温度传感器芯片、gps芯片、nfc芯片、闪存芯片或蓝牙芯片中的任意一种或几种。7.根据权利要求1所述的封装系统，其特征在于，所述第一塑封层上开设有多个通孔，多根导电柱分别插入不同的通孔内与所述第二电路层连接。8.根据权利要求1所述的封装系统，其特征在于，所述导电柱为银柱。9.一种上述权利要求1-8任一所述的封装系统的制作方法，其特征在于，分别制作第一封装层和第二封装层，所述第二封装层内包括有所述第一塑封层，在所述第一塑封层上开设有多个通孔，并在通孔内设置所述导电柱，将所述第一封装层盖设于所述第一塑封层上，所述导电柱将所述第一封装层和所述第二封装层电连接。10.根据权利要求9所述的封装系统的制作方法，其特征在于，制作所述第二封装层时的具体步骤如下：将转接板设置于临时载板上，并在转接板上电连接有至少一个第二芯片，将所述临时载板上的所述转接板和所述第二芯片进行塑封形成第一塑封层；在所述第一塑封层上垂直于所述临时载板开设有多个通孔，向所述通孔内分别灌注液态银形成所述导电柱；去除所述临时载板并通过rdl工艺在所述第一塑封层底部形成rdl层。11.根据权利要求10所述的封装系统的制作方法，其特征在于，制作所述第一封装层时的具体步骤如下：将多个所述第一芯片设置于基板上，其中一个所述第一芯片为光学心率传感器芯片；将除所述光学心率传感器之外的所述第一芯片进行塑封形成第二塑封层。12.根据权利要求11所述的封装系统的制作方法，其特征在于，在所述基板的底面上设置emi屏蔽层，将所述第一封装层固定于所述第二封装层上远离所述rdl层一侧，所述基板
与所述rdl层和所述转接板之间通过所述导电柱连接，在所述rdl层远离所述第一塑封层的一侧设置多个焊球。13.一种智能穿戴设备，其特征在于，所述智能穿戴设备内设置有上述权利要求1-8任一所述的封装系统。

技术总结
本申请提供了一种封装系统、制作方法及智能穿戴设备，所述封装系统包括：第一电路层和第二电路层，所述第一电路层和所述第二电路层平行设置，所述第一电路层和所述第二电路层之间设置有第一塑封层，所述第一塑封层内设置有多个导电柱，所述第一电路层上与所述第二电路层相背的一侧至少设置有一个第一芯片，所述第一塑封层内至少设置有一个第二芯片，所述第二芯片和所述第二电路层电连接；所述第一电路层上与所述第一电路层相背的一侧设置有第二塑封层。本申请通过对封装系统进行改进，使封装系统具有更加丰富功能的同时，还能够控制封装系统的体积不会增加过多，进一步实现智能穿戴设备小型化的效果。设备小型化的效果。设备小型化的效果。


技术研发人员：李成祥 杨林锟 徐健 王伟
受保护的技术使用者：青岛歌尔智能传感器有限公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/3/8