本申請是向中國知識產(chǎn)權局提交的申請日為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)明適用于半導體封裝領域，具體地講，涉及一種集成有電源模塊的半導體系統(tǒng)封裝件。

背景技術：

在傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品中，封裝件、smt(表面組裝技術)板和電池組成標準的系統(tǒng)，封裝件通過smt板與電池連接供電，保證系統(tǒng)運轉。圖1示出了現(xiàn)有技術的封裝件，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，但是目前仍需要獨立的電源進行供電，這樣就限制了整個電子系統(tǒng)的小型化。

技術實現(xiàn)要素：

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

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的示例性實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，設置在基板的上表面上；第一供電模塊，設置在基板的上表面上，并且設置在芯片的一側；包封構件，包封芯片和第一供電模塊；第二供電模塊，設置在包封構件上，并通過設置在包封構件中并且貫通包封構件的連接構件與基板電連接。

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

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，所述磁感應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)明的示例性實施例，所述連接構件可以由金屬制成，例如，連接構件可以是金屬柱，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實現(xiàn)無線供電從而達到封裝件的自供電效果，最終實現(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合示例性實施例進行的詳細描述，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)明的示例性實施例的封裝件的結構的示意性剖視圖；

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的封裝件自供電的原理圖；

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

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

具體實施方式

以下，將參照附圖來詳細描述本發(fā)明的實施例。

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記表示相同的元件。將理解，當諸如層、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?？蛇x擇地，當元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。

圖1是示出現(xiàn)有技術的封裝件100的剖視圖。

現(xiàn)有技術的封裝件100包括基板110、芯片120和包封構件130。多個芯片120通過粘合劑140順序地粘結到基板上，并且通過引線150與基板電連接。包封構件130設置在基板上，并將所述多個芯片120和引線150包封。如圖1所示，現(xiàn)有技術的封裝件100并不具有自供電模塊，也就是說，現(xiàn)有技術的封裝件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現(xiàn)無線供電，從而達到封裝體自供電的效果，以實現(xiàn)封裝件的小型化。

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

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

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的封裝件的結構的示意性剖視圖。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的封裝件200包括基板210、芯片220、第一供電模塊230、包封構件240、連接構件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置有焊盤(如圖1中設置在基板210的下表面的焊盤211)。設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)明的示例性實施例中，能源處理芯片222可以設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可以設置在基板210的上表面上(例如，通過焊接而被設置在基板210的上表面上)，并且可以布置在芯片220的一側。第一供電模塊230可以通過電磁感應產(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)明的示例性實施例的第一供電模塊230可以包括一個或更多個磁感應元件，每個磁感應元件可以包括磁性薄膜和圍繞磁性薄膜的線圈。當?shù)谝还╇娔K230由上述構造形成時，磁感應元件可以在交流磁場的作用下通過與設置在根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的封裝件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。

包封構件240可以設置在基板210的上方，從而可以包封設置在基板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，包封構件240可以通過點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可以設置在包封構件240上，并且可以通過吸收太陽能等外部能量轉化為電能來為芯片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)明的一個示例性實施例，當?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件240上的金屬焊盤層261、具有pin結構的非晶硅層262、透明導電氧化物層263以及透明薄膜層264，并且可以通過各向異性的導電膠265而結合到包封構件240上，但本發(fā)明不限于此。也就是說，本領域技術人員可以通過現(xiàn)有技術而合理地設置第二供電模塊260的構造，從而實現(xiàn)通過第二供電模塊260將其他形式的能量轉化成電能。

連接構件250可以設置在基板210的焊盤上，并且可以設置在基板210和第二供電模塊260之間。此外，連接構件250可以設置在包封構件240中，并且可以貫通包封構件240。在這種情況下，第二供電模塊260可以(通過各向異性導電膠265)與連接構件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)明的一個示例性實施例，連接構件250可以為圍繞芯片220設置的多個金屬柱，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，連接構件250可以由其他結構的金屬構件制成，且連接構件250的形狀和數(shù)量不受限制。

以上通過結合具體示例描述了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的封裝件的具體結構，通過上述結構的設置，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化來自供電，從而省略了外部獨立電源的設置，從而實現(xiàn)了電子系統(tǒng)的小型化。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的系統(tǒng)封裝件自供電的原理圖。以下將結合圖3來示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的封裝件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)，以支持其運轉。

此外，在室內(nèi)環(huán)境下，第一供電模塊(磁感應元件)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)，以支持其運轉。

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

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的封裝件300的結構的示意性剖視圖。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以外具有同樣的構造，因此將省略同樣構件的重復描述。

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

此外，根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的封裝件300中還可以在基板210的上表面上設置有無源器件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)明的又一示例性實施例的封裝件400的結構的剖視圖。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的設置位置以外具有同樣的構造，因此將省略同樣構件的重復描述。

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

此外，根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例的封裝件400中還可以在基板210中設置有無源器件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。

通過參照附圖并結合示例性實施例的詳細描述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的封裝件，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，以將能量轉化為電能，從而通過連接構件和基板傳遞到芯片和無源器件，其中，芯片對通過連接構件傳遞的電能進行管理和分配，從而實現(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，芯片對通過連接構件傳遞的電能進行管理和分配，從而實現(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)容是對示例實施例的舉例說明，且不應被解釋為對其的限制。雖然已經(jīng)描述了一些示例實施例，但是本領域技術人員將容易地理解，在實質(zhì)上不脫離本發(fā)明構思的新穎性教導的情況下，可在示例實施例中進行各種變形和修改。