CN203236987U - 一种基于sip封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于SIP封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块，包括塑料壳体和封装于壳体内的集成检测电路，其中：集成检测电路包括引线框架，PVC基板、多功能MEMS传感器、微控制器和发射器装置；塑料壳体位于多功能MEMS传感器的右下方留有一个压力检测孔；多功能MEMS传感器通过硅微加工工艺内置集成加速度传感器芯片，压力传感器芯片和温度传感器芯片于一体，并用硅凝胶包裹保护；多功能MEMS传感器通过引线直接穿过硅凝胶与集成在同一PVC基板上的微处理器和发射器装置连接。本实用新型缩减了多芯片模块的封装空间，降低了胎压监测传感芯片的功耗，使得胎压监测传感器模块获得更高的可靠性及使用寿命。

Description

一种基于SIP封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块

技术领域

本实用新型涉及汽车胎压监测技术领域，特别涉及一种基于SIP封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块。

背景技术

移动通信技术的普及使得电子整机系统向着高性能、多功能和小型化方向发展。这种需求推动了电子封装技术的近十年来的飞速发展，BGA和CSP等先进封装型式因为能够满足多I/O、小型化的技术得到普遍应用。但是，随着电子系统复杂度的不断提高，传统的封装已不能满足电子行业发展的需求，迫使封装也要参与系统集成的过程。这一需求使芯片设计和封装要承担一部分系统集成的工作，并使得作为设计过程中的集成技术SoC（SystemOnChip）和作为封装过程中的系统集成技术SiP（System-in-Package）将逐渐成为产业中主流技术。大量和普遍使用SoC和SiP技术将实现产品开发过程的模块化，进而缩短产品开发周期、降低成本。SiP是使用成熟的组装和互连技术，把各种集成电路如CMOS电路、GaAs电路、SiGe电路或者光电子器件、MEMS器件以及各类无源元件如电容、电感等集成到一个封装体内，实现整机系统的功能。

随着我国汽车工业的高速发展，国内汽车保有量的大幅增加，各种突发性交通事故也急具增高。据统计，2011年中国涉及人员伤亡的交通事故约21万起，造成62387人死亡，直接经济损失达120多亿元，其中在高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起。防止爆胎是安全驾驶的一个重要课题，保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。对于预防爆胎的最好方法就是提前预知轮胎压力不足并及时防范。轮胎压力监测系统TPMS(TirePressureMonitoringSystem)即是基于以上原因应运而生的，主要用于汽车行驶过程中实时监测轮胎气压，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以保障行车安全。汽车轮胎压力监测系统的核心是胎压监测的芯片模块，但是现有的胎压监测芯片模块大多采用传统的封装结构，多种电子元件的集成度较低、二次开发复杂度高、占用体积大和功耗高等问题阻碍了胎压监测系统的发展。

发明内容

根据现有针对现有胎压监测芯片模块集成度低、占用体积大和功耗高等问题，本实用新型提供一种基于SIP封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块。

为了解决上述技术问题，本实用新型实现的技术方案如下：

一种基于SIP封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块，包括塑料壳体和封装于壳体内的集成检测电路，其中：所述集成检测电路包括引线框架，PVC基板、多功能MEMS传感器、微控制器和发射器装置，

所述塑料壳体位于多功能MEMS传感器的右下方留有一个压力检测孔；

所述的多功能MEMS传感器通过硅微加工工艺内置集成加速度传感器芯片，压力传感器芯片和温度传感器芯片于一体，并用硅凝胶包裹保护，

所述的PVC基板固定在引线框架上，微处理器和发射器装置通过引线连接在PVC基板上，多功能MEMS传感器通过引线直接穿过硅凝胶与集成在同一PVC基板上的微处理器和发射器装置连接。

优化的，所述的微处理器为低功耗型RISC数字信号调理IC，内部集成了2路内部可编程增益的12位ADC、电源内部时钟、智能电源管理模块、温度传感器、看门狗和存储部件。

优化的，发射器装置集成小数分频锁相环型频率综合器（PLL）和驱动外置天线的功率放大器（PA），并支持ASK和FSK双模式发送。

本实用新型相较于现有技术具有下列突出的优点和效果：

本实用新型基于SIP封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块，将压力传感器、加速度传感器、温度传感器集成为多功能合一的MEMS传感器与微控制器及发射器装置IC芯片系统级的封装在一个塑料壳内，为汽车胎压监测系统产品提供单一芯片方案，不仅缩减了多芯片模块的封装空间，降低了胎压监测传感芯片的功耗，也使得胎压监测传感芯片模块获得更高的可靠性及使用寿命，提高了集成度，减小二次开发时系统集成的复杂度。

附图说明

图1为本实用新型一种基于SIP封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块封装截面图。

图2为本实用新型一种基于SIP封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块互连封装结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。

如图1-2所示，一种基于SIP封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块，包括塑料壳体1和封装于壳体1内的集成检测电路，其于：所述集成检测电路包括引线框架2，PVC基板3、多功能MEMS传感器6、微控制器5和发射器装置4。

多功能MEMS传感器6通过硅微加工工艺内置集成加速度传感器芯片，压力传感器芯片和温度传感器芯片于一体，并用硅凝胶7包裹多功能MEMS传感器6。硅凝胶7为多功能MEMS传感器6上增加了一层应力缓冲区，以降低多功能MEMS传感器6在塑封及应用时的热应力效应。

塑料壳体位于多功能MEMS传感器的右下方留有一个压力检测孔，与压力检测孔9相连的MEMS传感器6将通过压力检测孔9感知轮胎内的气压、温度等环境状况。

PVC基板3固定在引线框架2上，微处理器5和发射器装置4同时通过引线8连接在PVC基板3上，微处理器4位于PVC基板3右边，多功能MEMS传感器6通过引线8直接穿过硅凝胶7与集成在同一PVC基板3上的微处理器4和发射器装置5连接。无需再通过中间基板来完成连接，缩小了封装空间，也降低了功耗。

微处理器5为低功耗型RISC数字信号调理IC，内部集成了2路内部可编程增益的12位ADC、电源内部时钟、智能电源管理模块、温度传感器、看门狗和存储部件。微处理器5进行传感器的数据采集、信号处理和温度补偿，RF发射控制和电源管理。

发射器装置4集成了全集成小数分频锁相环型频率综合器（PLL）和驱动外置天线的功率放大器（PA），它支持ASK和FSK双模式发送，发送检测压力、加速度、温度和电池电压信号等数据速率高达40kBit/s，发射器装置4通过SPI总线与微控制器4进行通信，外部晶振源经串口谐振器(XTO)供给压控振荡器（VCO），PLL提供时钟，将已编码的数据流经功率放大器（PA）调制在UHF指定频率，交由天线发射；微控制器5与发射器装置4以板上芯片COB封装，板上芯片封装的PVC基板3采用BT树脂。

多功能MEMS传感器6内置集成的加速度传感器芯片作为开关作用，检测车辆行驶状态，触发模块动态唤醒信号。当模块收到动态唤醒信号，多功能MEMS传感器6内置集成的压力传感器测量轮胎内部压力，根据压阻传感器原理，将所测得的压力值以电信号值输出，并传给微控制器5。微控制器5管理所有外围设备，进行压力、温度、加速度和电池电压的数据采集、信号处理、补偿、校准等工作，以及RF发射控制和电源管理。发射器装置4将微控制器5运算得到的压力值、温度值、加速度值和电池电压信号用RF射频信号发射出去，从而完成汽车胎压监测工作。

以上所述为本实用新型的优选实施方式，在本技术领域的普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本实用新型的原理的前提下，可以做若干改进和变化，这些改进和变化应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于SIP封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块，包括塑料壳体和封装于壳体内的集成检测电路，其特征在于：所述集成检测电路包括引线框架，PVC基板、多功能MEMS传感器、微控制器和发射器装置，

所述塑料壳体位于多功能MEMS传感器的右下方留有一个压力检测孔；

所述的多功能MEMS传感器通过硅微加工工艺内置集成加速度传感器芯片，压力传感器芯片和温度传感器芯片于一体，并用硅凝胶包裹保护；

所述的PVC基板固定在引线框架上，微处理器和发射器装置通过引线连接在PVC基板上，多功能MEMS传感器通过引线直接穿过硅凝胶与集成在同一PVC基板上的微处理器和发射器装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于SIP封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块，其特征在于：所述的微处理器为低功耗型RISC数字信号调理IC，内部集成了2路内部可编程增益的12位ADC、电源内部时钟、智能电源管理模块、温度传感器、看门狗和存储部件。

3.根据权利要求1所述的一种基于SIP封装的汽车胎压监测多芯片传感器模块，其特征在于：所述的发射器装置集成小数分频锁相环型频率综合器PLL和驱动外置天线的功率放大器PA，并支持ASK和FSK双模式发送。

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