CN209570960U - 近场通信芯片和近场通信设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种近场通信芯片和近场通信设备，其中，近场通信芯片包括基板、控制器裸芯片、射频收发器裸芯片、晶振以及塑封层。基板设有印制电路层，控制器裸芯片、射频收发器裸芯片和晶振均设置在基板的第一表面上并与印制电路层的印制电路电连接；基板的第二表面设有分别与控制器裸芯片以及射频收发器裸芯片相对应的、用于交换信息的信号引脚。晶振用于分别为控制器裸芯片和射频收发器裸芯片提供振荡频率信号。塑封层覆盖控制器裸芯片、射频收发器裸芯片以及晶振。本实用新型提供的近场通信芯片封装体积小，节省硬件和制造成本，同时塑封层遮盖元器件的类型以及电路走线，能够防止技术泄露。

Description

近场通信芯片和近场通信设备

技术领域

本实用新型涉及半导体封装领域，尤其涉及近场通信芯片和近场通信设备。

背景技术

随着智能手环、智能手机的普及，大部分智能电子设备都热切需要具备NFC (NearField Communication，近场通信)功能，而传统的NFC控制收发模组，由于是基于PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)的模组组装方式，在 PCB上贴装封装好的QFN(QuadFlat No-leadPackage，方形扁平无引脚封装) 或者QFP(Plastic Quad Flat Package，塑料方型扁平式封装)控制芯片和射频收发芯片、晶振等各种器件，这种NFC模组各器件之间的装配分散，占用体积大，不利于在便携设备中使用。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述传统NFC模组占用体积大的问题，提供一种近场通信芯片和近场通信设备。

本实用新型实施例提供一种近场通信芯片，包括基板、控制器裸芯片、射频收发器裸芯片、晶振以及塑封层；

基板设有印制电路层，控制器裸芯片、射频收发器裸芯片和晶振均设置在基板的第一表面上并与印制电路层的印制电路电连接；基板的第二表面设有分别与控制器裸芯片以及射频收发器裸芯片相对应的、用于交换信息的信号引脚；

晶振用于分别为控制器裸芯片和射频收发器裸芯片提供振荡频率信号；

塑封层覆盖控制器裸芯片、射频收发器裸芯片以及晶振。

在其中一个实施例中，近场通信芯片还包括被动器件，被动器件设置在基板的第一表面上，并与印制电路电连接；塑封层覆盖被动器件。

在其中一个实施例中，印制电路层设有若干电路焊盘，被动器件焊接于对应的电路焊盘上。

在其中一个实施例中，控制器裸芯片以及射频收发器裸芯片通过金线与对应的电路焊盘键合连接。

在其中一个实施例中，控制器裸芯片与第一表面之间、以及射频收发器裸芯片与第一表面之间均设有粘接层，粘接层用于将所控制器裸芯片以及射频收发器裸芯片固定于第一表面上。

在其中一个实施例中，基板的第二表面对应控制器裸芯片的位置设有第一散热焊盘，用于对控制器裸芯片进行散热。

在其中一个实施例中，基板的第二表面对应射频收发裸芯片的位置设有第二散热焊盘，用于对射频收发器裸芯片进行散热。

在其中一个实施例中，基板还设有第一导电过孔和第二导电过孔，第一导电过孔用于将印制电路层与第一散热焊盘电连接，第二导电过孔用于将印制电路层于第二散热焊盘电连接。

在其中一个实施例中，基板设有多层印制电路层，相邻两层印制电路层上下堆叠。

本实用新型实施例还提供一种近场通信设备，设有上述任一项实施例提供的近场通信芯片。

上述近场通信芯片采用LGA(LandGridArray，栅格阵列封装)技术，将控制器裸芯片、射频收发器裸芯片以及晶振集成封装成芯片，控制器芯片和射频收发器芯片无需单独进行封装，节省了封装体积。另一方面，由于设置塑封层对元器件进行覆盖，对近场通信芯片的各个元器件进行保护，提高了近场通信芯片的防潮、防湿能力，而且不易受外力损坏。再者，塑封层遮盖了元器件的类型以及电路走线，只有信号引脚外露，也提高了竞争对手复制技术方案的成本，在一定程度上具有技术保护的作用。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例近场通信芯片的剖面结构示意图；

图2为本实用新型另一个实施例近场通信芯片的剖面结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例近场通信芯片的底视示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种近场通信芯片，包括基板1、控制器裸芯片21、射频收发器裸芯片22、晶振23以及塑封层3。

其中，基板1的设有有印制电路层10，印制电路层10印制有印制电路。基板1用于为各个器件提供支撑载体，使各器件接入印制电路中。基板1可以是铝基板1，也可以是具有防火等级的玻璃纤维板，只要能够为各个器件的固定和连接提供支撑并能够印制电路即可。

控制器裸芯片21是未经封装的控制器芯片，射频收发器裸芯片22是未经封装的射频收发芯片。控制器裸芯片21用于对射频收发器裸芯片22进行射频收发控制，射频收发器裸芯片22用于对外收发射频信号。

晶振23，即晶体振荡器，用于分别为控制器裸芯片21以及射频收发器裸芯片22提供振荡频率，以使控制器裸芯片21和射频收发器裸芯片22基于振荡频率工作。

塑封层3用于覆盖控制器裸芯片21、射频收发器裸芯片22以及晶振23等元器件。

可选地，控制器裸芯片21、射频收发器裸芯片22以及晶振23设置在基板 1的第一表面上，并接入印制电路中。塑封层3覆盖控制器裸芯片21、射频收发器裸芯片22以及晶振23。基板1的第一表面和基板1的第二表面是基板1上相对的一对表面。基板1的第二表面设有分别与控制器裸芯片21以及射频收发器裸芯片22相对应的信号引脚4,信号引脚4与控制器裸芯片21以及射频收发器裸芯片22对应连接。其中，上述晶振23、控制器裸芯片21以及射频收发器裸芯片22等器件接入印制电路中，可以是焊接连接至印制电路中，也可以是器件与基板1相互配合导电卡接到印制电路中，还可以是通过导线连接的方式接入到印制电路中，只要能够将器件接入印制电路中即可。塑封层3覆盖各个器件，可以是连续、完整地覆盖各个器件，也可以是分立的塑封层3分别覆盖各个器件。基板1的第二表面设有信号引脚4，信号引脚4有多个，每个信号引脚 4与各自对应的、设置于基板1第一表面的器件电连接，以实现从外部对各个器件进行控制和通信。

本实施例提供的近场通信芯片，对控制器裸芯片21、射频收发器裸芯片22 以及晶振23进行封装，与传统的将封装好的控制器芯片和射频收发器芯片贴装在PCB上的做法相比，本实施例的器件采用LGA封装，集成度更高，能够得到体积更小的近场通信芯片。同时由于设置了塑封层3，对器件起到保护作用，使得近场通信芯片具备防震、防潮、防跌以及耐高温等功能，提高了近场通信芯片的使用寿命。另外，塑封层3也遮挡了芯片的内部电路，保护了近场通信芯片的设计方案，防止技术泄露。另一方面，采用控制器裸芯片21以及射频收发器裸芯片22，只对控制器裸芯片21和射频收发器裸芯片22进行一次封装，而不是对封装好的控制器芯片和射频收发器芯片进行再封装，节省了硬件成本，也节省了近场通信芯片的体积。

如图2所示，在其中一个实施例中，近场通信芯片还包括被动器件24。被动器件24设置在基板1的第一表面上，并与印制电路电连接。其中，被动器件 24可以是电阻，也可以是电容，还可以是电感等无源器件。被动器件24与印制电路电连接，可以是通过焊盘焊接，也可以是插件焊接，还可以是通过导线连接。可选地，被动器件24可以是贴片式电阻，也可以是贴片式电容，还可以是贴片式电感等。可选地，通过设置不同的被动器件24的组合，能够形成与预设天线相匹配的滤波匹配电路，使得近场通信芯片能够直接搭配预设的天线使用。比如电阻和电容的组合，或者电容和电感的组合等等，形成与预设天线相匹配的滤波匹配电路,这样能够节省用户调试天线匹配电路的过程，提高研发和制造效率。可选地，本实施例的被动器件24也被塑封层3所覆盖，以使被动器件24 免收外力损坏，同时也可以芯片电路走线，防止电路设计方案泄露。

在其中一个实施例中，被动器件24焊接于对应的电路焊盘11上。其中，印制电路层10设有用于将电子器件接入印制电路的电路焊盘11，被动器件24 可以是贴片式被动器件24，也可以是插件式被动器件24。当被动器件24是贴片式被动器件24时，被动器件24占用体积小，可以采用更小的电路焊盘11接入印制电路中，节省基板1的面积，而且焊接更加可靠，适合LGA封装技术，得到占用体积小的近场通信芯片。可选地，被动器件24通过SMT(SurfaceMount Technology，表面组装技术)贴装于基板1的第一表面上，能够提高被动器件 24的组装密度，以及提高制作效率。

如图2所示，在其中一个实施例中，控制器裸芯片21通过金线5与电路焊盘11键合连接。键合连接属于焊线工艺，是利用加热及压紧力使得金线5与连接处的表面形成分子键合，从而将芯片上的电极与电路焊盘11或者外部引脚相连接，形成芯片与焊盘或者外部引脚间的电流通路。其中，金线5是指各种高导电的导线，比如银合金导线、银导线、或者金导线等等。控制器裸芯片21的一个电极可以通过一根金线5与一个电路焊盘11连接，也可以通过多根金线5 与一个电路焊盘11连接。由于金线5导电率高，因此金线5的直径很小也具有较好的导电性能，因而通过焊线工艺，将控制器裸芯片21与电路焊盘11导电连接，以使控制器裸芯片21以及射频收发器裸芯片22接入印制电路，能够节省连接空间，节省近场通信芯片的整体体积。可选地，射频收发器裸芯片22也通过金线5与电路焊盘11键合连接，即射频收发器裸芯片22的电极通过金线5 与电路焊盘11键合连接。射频收发器裸芯片22的一个电极可以通过一根金线5 与电路焊盘11连接，也可以通过多根金线5与一个电路焊盘11连接。

在其中一个实施例中，控制器裸芯片21与第一表面之间设有粘接层12，粘接层12用于将控制器裸芯片21固定于第一表面上。其中，粘接层12可以是能够将控制器裸芯片21固定于第一表面上的任意实体层，比如胶水层，即通过涂胶的方式在基板1第一表面对应控制器裸芯片21的区域形成胶水层，将控制器裸芯片21粘贴于第一表面上；再比如焊锡层，即在基板1第一表面对应控制器裸芯片21的区域设置固定焊盘，通过涂锡的方式在固定焊盘上形成焊锡层，将控制器裸芯片21焊接于第一表面上，也可以实现将裸芯片固定于第一表面的效果，当然，固定焊盘可以同时是接入印制电路的导电焊盘，也可以是仅起固定作用而不接入任何电路的焊盘。粘接层12还有其他实现方式，在此不一一列举，只要是能够将控制器裸芯片21固定于基板1第一表面的实体层即可。设置粘接层12，能够对控制器裸芯片21进行固定，以便能够准确进行金线的键合连接，也能够避免完成打线键合后控制器裸芯片21发生晃动或者位移而扯断金线。可选地，射频收发器裸芯片22与第一表面之间也可以设有粘接层12，从而使射频收发器裸芯片22固定于第一表面上。射频收发器裸芯片22与第一表面之间的粘接层12是能够将射频收发器裸芯片22固定于第一表面上的实体层，可以是胶水层，也可以是焊锡层，在此不再赘述。同样的，设置粘接层12，能够对射频收发器裸芯片22进行固定，以便能够准确进行金线的键合连接，也能够避免完成打线键合后射频收发器裸芯片22发生晃动或者位移而扯断金线。可选地，控制器裸芯片21与第一表面之间的粘接层12，可以不同于射频收发器与第一表面之间的粘接层12。比如，控制器裸芯片21与第一表面之间设置胶水层，而射频收发器与第一表面之间设置焊接层。或者是控制器裸芯片21与第一表面之间设置焊锡层，而射频收发器与第一表面之间设置胶水层。当然，控制器裸芯片 21与第一表面之间的粘接层12，可以和射频收发器裸芯片22与第一表面之间的粘接层12相同。

在其中一个实施例中，基板1的第二表面对应控制器裸芯片21的位置上设有第一散热焊盘13，用于对控制器裸芯片21进行散热。其中，基板1的第二表面为与基板1的第一表面相对的表面。在第二表面对应控制器裸芯片21的位置上设置第一散热焊盘13，可以将控制器裸芯片21工作时产生的热量向外部传递，利于散热。可选地，第一散热焊盘13可以是接入电路的焊盘，也可以是仅用于散热、没有接入电路的焊盘。可选地，可以通过第一散热焊盘13将基板1焊接在相对应的系统应用PCB上，将控制器裸芯片21产生的热量传输的系统应用PCB 上，降低控制器裸芯片21的结温，提高电路可靠性。与传统的NFC模组相比，本实施例通过第一散热焊盘13将基板1焊接于系统应用PCB上，无需额外的人工焊接插针和插件，提高了生产效率。

可选地，基板1的第二表面与射频收发器裸芯片22对应的位置设有第二散热焊盘14，用于对射频收发器裸芯片22进行散热。其中，第二散热焊盘14的设置方式与第一散热焊盘13的设置方式相同，可以是接入电路的焊盘，也可以是仅用于散热的焊盘。与第一散热焊盘13相似，也可以通过第二散热焊盘14 将基板1焊接在相对应的系统应用PCB上，以使射频收发器裸芯片22工作时产生的热量有途径传递到外部极性散热。

在其中一个实施例中，基板1上设有第一导电过孔15。第一导电过孔15是基板1上的通孔，通孔的内壁设有导电物质。第一导电过孔15用于将基板1不同层之间的印制电路电连接，或者将设置在基板1上的元器件与不同层之间的印制电路电连接。第一导电过孔15可以是镀铜过孔，也可以是镀银过孔等。第一导电过孔15设置在与第一散热焊盘13对应的区域内，第一导电过孔15将印制电路层10与第一散热焊盘13电连接。第一导电过孔15可以设有一个，也可以设有多个。可选地，第一散热焊盘13的电属性可以设置为电路地，第一导电过孔15将印制电路的电路地与第一散热焊盘13电连接，而第一散热焊盘13焊接在系统应用PCB上，因而能够起到降低射频区域地的阻抗，以及降低系统的射频干扰的效果。

可选地，基板1上设有第二导电过孔16，与第一导电过孔15相似，第二导电过孔16设置在第二散热焊盘14对应的区域内，第二导电过孔16将印制电路层10与第二散热焊盘14电连接。第二导电过孔16可以设置为一个，也可以设置有多个。可选地，也可以将第二散热焊盘14的电属性设置为电路地，第二导电过孔16将印制电路的电路地与第二焊盘电连接，第二散热焊盘14焊接在系统应用PCB上，也能达到与第一散热焊盘13相同或相似的效果，即降低射频区域地的阻抗以及降低系统的射频干扰。

在其中一个实施例中，基板1为多层板，即基板1设有多层印制电路层10。相邻两层印制电路层10上下堆叠设置。可选地，基板1的厚度不小于0.1mm。

可选地，近场通信芯片的信号引脚4包括NFC天线信号发射和输入引脚，外部数据通信引脚，控制引脚等。其中，外部数据通信引脚还包括I2C(Inter －IntegratedCircuit，双向二线制同步串行总线)引脚，UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)引脚，以及PWM (Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)引脚等。可选地，可以设置32个信号引脚4，信号引脚4以八个为一组沿基板1第二表面的边缘排列，每组相邻两个信号引脚4的间距为0.8毫米，信号引脚4的长度为0.6毫米，信号引脚4 的宽度为0.48毫米。可选地，近场通信芯片的尺寸为长9mm、宽9mm、高1mm。可选地，被动器件24可以采用小尺寸0201被动器件24，晶振23可以采用小尺寸2520晶振23，从而能够得到高度集成的近场通信芯片，节省基板1面积，缩小近场通信芯片的体积。相比传统的长宽数十毫米的NFC模组，本实施例提供的近场通信芯片缩小了体积，便于应用在便携式电子产品中。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种近场通信芯片，其特征在于，包括基板、控制器裸芯片、射频收发器裸芯片、晶振以及塑封层；

所述基板设有印制电路层，所述控制器裸芯片、所述射频收发器裸芯片和所述晶振均设置在所述基板的第一表面上并与所述印制电路层的印制电路电连接；所述基板的第二表面设有分别与所述控制器裸芯片以及所述射频收发器裸芯片相对应的、用于交换信息的信号引脚；

所述晶振用于分别为所述控制器裸芯片和所述射频收发器裸芯片提供振荡频率信号；

所述塑封层覆盖所述控制器裸芯片、所述射频收发器裸芯片以及所述晶振。

2.根据权利要求1所述的近场通信芯片，其特征在于，还包括被动器件，所述被动器件设置在所述基板的第一表面上，并与所述印制电路电连接；所述塑封层覆盖所述被动器件。

3.根据权利要求2所述的近场通信芯片，其特征在于，所述印制电路层设有若干电路焊盘，所述被动器件焊接于对应的所述电路焊盘上。

4.根据权利要求3所述的近场通信芯片，其特征在于，所述控制器裸芯片以及所述射频收发器裸芯片通过金线与对应的所述电路焊盘键合连接。

5.根据权利要求4所述的近场通信芯片，其特征在于，所述控制器裸芯片与所述第一表面之间、以及所述射频收发器裸芯片与所述第一表面之间均设有粘接层，所述粘接层用于将所控制器裸芯片以及所述射频收发器裸芯片固定于所述第一表面上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的近场通信芯片，其特征在于，所述基板的第二表面对应所述控制器裸芯片的位置设有第一散热焊盘，用于对所述控制器裸芯片进行散热。

7.根据权利要求6所述的近场通信芯片，其特征在于，所述基板的第二表面对应所述射频收发裸芯片的位置设有第二散热焊盘，用于对所述射频收发器裸芯片进行散热。

8.根据权利要求7所述的近场通信芯片，其特征在于，所述基板还设有第一导电过孔和第二导电过孔，所述第一导电过孔用于将所述印制电路层与所述第一散热焊盘电连接，所述第二导电过孔用于将所述印制电路层与所述第二散热焊盘电连接。

9.根据权利要求1-5、7、8任一项所述的近场通信芯片，其特征在于，所述基板设有多层所述印制电路层，相邻两层所述印制电路层上下堆叠。

10.一种近场通信设备，其特征在于，设有权利要求1-9任一项所述的近场通信芯片。