CN211629111U - 封装模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及健康测量技术领域，特别是一种封装模组和电子设备，所述封装模组包括封装本体和封装在所述封装本体内部的生物阻抗测量电路，所述封装模组还包括位于所述封装本体外表面的至少一个接触电极；每一所述接触电极分别与所述生物阻抗测量电路连接。本实用新型提供的封装模组通过两个接触电极获取测量信号，所述生物阻抗测量电路对测量信号进行分析获取生物阻抗信息。将所述至少一个接触电极设置于所述封装本体的外表面、所述生物阻抗测量电路集成于所述封装本体的内部，在应用时可减少所述封装模组在应用产品中所占的空间，提高封装模组的应用设计开发效率。所述封装模组的封装结构也利于提高生产效率。

Description

封装模组和电子设备

技术领域

本实用新型涉及健康测量技术领域，特别是涉及一种封装模组和电子设备。

背景技术

传统的健康测量模块，大多采用如标准的SOP、QFN等常用的封装形式。健康测量模块中的四个测量电极片需要分别与测量芯片上对应的引脚相连，而测量芯片还需要将电源、GPIO和电极I/O等许多引脚引出，导致引脚的安装和走线布局困难，影响生产效率。应用于手环或手表上时，传统的测量芯片必须放置在手环或手表的主腔体内的PCB上，而手环或手表的主腔体空间有限，放置了电池和手环BLE芯片及PCB板等部件后的空间所剩无几。采用传统封装模式的健康测量模块在应用和设计时存在困难，且生产效率低下。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述采用传统封装模式的健康测量模块在应用和设计时存在困难，且生产效率低下的问题，提供一种封装模组。

一种封装模组，包括封装本体和封装在所述封装本体内部的生物阻抗测量电路，所述封装模组还包括位于所述封装本体外表面的至少一个接触电极；每一所述接触电极分别与所述生物阻抗测量电路连接。

上述封装模组，包括封装本体和封装在所述封装本体内部的生物阻抗测量电路，所述生物阻抗测量电路分别与设置于封装本体的外表面的至少一个接触电极连接。通过两个接触电极采集获取第一测量信号，所述生物阻抗测量电路对第一测量信号进行测量分析获取生物阻抗信息。本实用新型提供的封装模组通过将所述至少一个接触电极设置于所述封装本体的外表面、所述生物阻抗测量电路集成于所述封装本体的内部，以将所述至少一个接触电极和所述生物阻抗测量电路的位置固定封装，在应用时可减少所述封装模组在应用产品中所占的空间，提高封装模组的应用设计开发效率。所述封装模组的封装结构也利于提高生产效率。

在其中一个实施例中，所述生物阻抗测量电路包括激励源和测量电路，所述至少一个接触电极包括第一电极，与所述激励源连接，所述激励源还用于连接第三电极；第二电极，与所述测量电路连接，所述测量电路还用于连接第四电极。

在其中一个实施例中，所述封装模组还包括设置于所述封装本体的多个引脚，其中，多个所述引脚至少包括第一电极I/O引脚和第二电极I/O引脚，所述第一电极I/O引脚用于连接所述激励源与外部的所述第三电极，所述第二电极I/O引脚用于连接所述测量电路与外部的所述第四电极。

在其中一个实施例中，所述多个引脚还包括电源引脚，用于连接外部电源的正极；接地引脚，用于连接地线。

在其中一个实施例中，所述生物阻抗测量电路还包括微处理器，所述微处理器分别与所述激励源和测量电路连接；所述多个引脚还包括通信引脚，所述通信引脚用于连接所述微处理器与外部设备。

在其中一个实施例中，所述封装本体外表面包括相背对的第一外表面和第二外表面、以及连接在所述第一外表面和所述第二外表面之间的至少一个侧面，其中，所述至少一个接触电极位于所述封装本体的第一外表面，所述多个引脚固定于所述第二外表面或至少一个所述侧面。

在其中一个实施例中，所述封装本体的第一外表面的形状为矩形或圆形或椭圆形或多边形。

一种电子设备，包括壳体，开设有窗口，且所述壳体上设有至少一个表面电极，所述表面电极与封装模组中的生物阻抗测量电路连接；如上述任一项实施例所述的封装模组，所述封装模组嵌设在所述窗口中，且所述至少一个接触电极外露于所述壳体。

在其中一个实施例中，所述壳体上设有两个所述表面电极，所述封装模组设置有两个所述接触电极；或者，所述壳体上设有三个所述表面电极，所述封装模组设置有一个所述接触电极。

在其中一个实施例中，所述电子设备包括可穿戴设备、移动终端、电子秤、耳机或电子烟中的至少一种。

附图说明

图1为本实用新型其中一实施例的封装模组结构剖面示意图；

图2为本实用新型其中一实施例的封装模组整体剖面示意图；

图3为本实用新型其中一实施例的封装模组俯视图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的优选实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本实用新型的公开内容理解得更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

SIP(System In a Package，系统级封装)为将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件，以及其他器件组装到一起，形成一个系统或者子系统，以实现一定功能的单个标准封装件。SIP封装技术把多个半导体芯片和无源器件封装在同一个模块内，形成组成一个系统级的封装件，而不再需要用PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)板来作为承载芯片连接之间的载体，可以解决因为PCB自身的不足而带来的问题。以健康测量模块为例，健康测量模块常用于健康手环或手表上，但是由于手环或手表主腔体空间有限，在放置电池和手环BLE(Bluetooth Low Energy，蓝牙低能耗)芯片及PCB板后空间所剩无几，同时传统的测量芯片必须放置在手环或手表的主腔体内的PCB上，而造成布局困难。另外，传统健康测量模块需要分别设置四个外接引脚与四个测量电极连接，以获取测量电极采集到的数据，增加了布线难度。本实用新型使用SIP技术将健康测量模块封装成封装模组，提高了模块的集成度，在应用于健康测量设备上时，所占空间小、降低了设计难度。由于有一对(即两个)测量电极是设置于上述封装模组的外表面上的，所以所述封装模组只需设置两个外接的引脚与独立于所述封装模组设置的另外一对测量电极连接，精简了对外引脚数，降低了布线走线和加工难度。

图1为本实用新型其中一实施例的封装模组整体结构剖面示意图，在其中一个实施例中，封装模组10包括封装本体100和封装在所述封装本体100内部的生物阻抗测量电路200。所述封装模组10还包括设置于所述封装本体100外表面的至少一个接触电极300。每一接触电极300分别与所述生物阻抗测量电路200连接。

其中，接触电极300用于与被测量对象的皮肤接触，从而将生物阻抗测量电路200产生的激励电流传导至被测量对象，并采集由该激励电流在被测量对象的皮肤上产生的电压信号，由生物阻抗测量电路200对该电压信号进行处理，最终获得被测量对象的生物阻抗信息。该生物阻抗信息可用于确定被测量对象的身体成分、心率、呼吸等多种生理参数。

其中，当接触电极300的数量为1个时，可选地，该接触电极300可同时用于传导激励电流和采集电压信号；或者，该接触电极300仅用于传导激励电流(或仅用于采集电压信号)，由外接的其他电极进行电压信号的采集(或激励电流的传导)。

利用SIP封装技术将生物阻抗测量电路200集成于封装本体100内部，将接触电极300固定设置于封装本体100的外表面上，以将生物阻抗测量电路200和接触电极300的位置封装固定，实现整个封装模组10具备体积小、走线简单、安装方便的特点。在新产品设计开发时，体积较小的封装模组10在应用时不会占据过多的空间，布局起来方便简单。封装模组10的走线简单，所以在生产时可以通过自动贴片来提高生产效率。

图2为本实用新型其中一实施例的封装模组整体剖面示意图。在其中一个实施例中，生物阻抗测量电路200包括激励源210和测量电路220。至少一个接触电极300包括第一电极310和第二电极320，第一电极310与激励源210连接，激励源210还用于连接第三电极330。第二电极320与测量电路220连接，测量电路220还用于连接第四电极340。其中，第三电极330和第四电极340为封装模组10外部的电极。可选地，第一电极310和第二电极320所在的表面可以是佩戴时与用户手臂接触的手环/手表本体的下表面，也可以是与下表面相背对的上表面，由用户主动按压接触。

示例性的，当该封装模组10应用于健康测量手环时，健康测量手环具有外壳，外壳的第一表面上开设有窗口，该封装模组10嵌设于窗口且第一电极310和第二电极320均外露于该窗口。外壳上与第一表面相背的第二表面设置有第三电极330和第四电极340，且第三电极330与激励源210连接，第四电极340与测量电路220连接。用户在佩戴手环时，第三电极330和第四电极340贴于用户手腕，与人体相接触。在测量生物阻抗时，用户通过未佩戴手环的另一只手的两个手指分别与第一电极310和第二电极320接触。第一电极310用于输出/输入电流激励信号，第三电极330用于输入/输出电流激励信号，使得用户佩戴手环的手腕与另一只手的手指之间形成电流回路。测量电路220通过第二电极320和第四电极340测量该电流回路上的压降，进而获取该电流回路上的阻抗信息(即用户的生物阻抗信息)。

在其中一个实施例中，生物阻抗测量电路200还包括微处理器230，分别与激励源210和测量电路220连接。微处理器230可用于控制上述测量电路220工作或休眠，还可以在上述测量电路220工作时，根据测量电路220测得的生物阻抗信息，计算用户的健康测量参数，健康测量参数包括人体成分、心率、心排量等。

在其中一个实施例中，封装模组10还包括设置于封装本体100的多个引脚400。其中，多个引脚400至少包括第一电极I/O(Input/Output，输入输出)引脚410和第二电极I/O引脚420。第一电极I/O引脚410用于连接激励源210与外部的第三电极330，第二电极I/O引脚420用于连接测量电路220与外部的第四电极340。第三电极330和第四电极340分别设置于封装模组10的外部，例如设置于健康测量手环与显示屏相背的一面，所以需要通过外接引脚来与封装在封装模组10内部的生物阻抗测量电路200连接，以获取第三电极330和第四电极340采集到的电信号。

第三电极330通过第一电极I/O引脚410与激励源210连接，用于输入/输出电流激励信号。在进行生物阻抗测量时，假设第三电极330和第四电极340设置在手环本体的下表面，在佩戴时与用户皮肤接触；封装模组10设置在手环本体的上表面，未与用户皮肤接触。用户通过未佩戴手环的另一只手的两根手指分别与第一电极310和第二电极320接触。第一电极310输出/输入电流激励信号，同时，第三电极330输入/输出电流激励信号，使得用户佩戴手环的手腕与另一只手的手指之间形成电流回路。第四电极340通过第二I/O引脚420与测量电路220连接，测量电路220分别通过第二电极320和第四电极340测量用户电流回路中的压降，根据压降获取该电流回路上的阻抗信息(即用户的生物阻抗信息)。微处理器230可以根据测量电路220获取的生物阻抗信息计算用户的健康测量参数。

在其中一个实施例中，多个引脚400还包括电源引脚430和接地引脚440，电源引脚430用于连接外部电源；接地引脚440用于连接地线。在本实施例中，电源引脚430为Vcc引脚，接地引脚440为GND引脚，封装模组10内的芯片例如微处理器230需要连接外部电源才能正常工作，Vcc引脚和GND引脚分别用于连接外部电源的正极和负极。

在其中一个实施例，所述多个引脚还包括通信引脚450和460，所述通信引脚450和460用于连接测量电路220与外部设备。当外部设备需要获取封装模组10采集计算获取的生物阻抗信息时，将通信引脚450和460与外部设备的通信接口连接，即可实现封装模组10与外部设备间的通信传输。通信引脚可以是使用Uart(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输)，IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)或SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)等通信协议的引脚。例如，在本申请中，包括通信和，通信引脚包括uart_tx引脚450和uart_rx引脚460，基于Uart技术与外部设备通信。

在其中一个实施例中，封装本体100外表面包括相背对的第一外表面和第二外表面、以及连接在第一外表面和第二外表面之间的至少一个侧面，其中，至少一个接触电极300位于封装本体100的第一外表面，多个引脚固定于第二外表面或至少一个侧面。以第一外表面和第二外表面分别为封装本体100的上表面和下表面，并且多个引脚固定在第二外表面为例，在使用封装模组10时，将下表面的Vcc引脚、GND引脚、uart_tx引脚、uart_rx引脚、第一电极I/O引脚410和第二电极I/O引脚420分别与外部电源的正极、外部电源的负极、外部设备的通信接口、第三电极330和第四电极340对应连接。第一电极310和第二电极320裸露设置在手环或手表外壳表面，当Vcc引脚、GND引脚分别连接到外部电源的正负极上，并将第一电极I/O引脚410和第二电极I/O引脚420与手环或手表外壳上的第三电极330和第四电极340连接后，就可以对人体进行健康测量；当uart_tx引脚、uart_rx引脚与外部设备的通信接口连接后，可将测量获取的生物阻抗信息传输至外部设备。可选地，第一电极310、第二电极320、第三电极330、第四电极340可采用金属材料、ITO材料或其他导电材料。

另外，同样可选地，还可以根据封装模组10在应用于健康测量设备时实际的需要，在封装模组10外表面设置更多的引脚。例如，当测量电极的数量增多时，可相应地增加电极I/O引脚的设置数量；当封装模组10扩展更多功能时，也可相应地增加其他功能引脚的设置数量；以及，通信引脚的种类和数量也可以更多。

图3为本实用新型其中一实施例的封装模组俯视图。在本实施例中，至少一个接触电极300位于封装模组10的上表面，六个引脚分别两两设置在与上表面垂直的三个侧表面上。同样地，位于上表面的第一电极310和第二电极320涂有金属层，可直接裸露设置在手环或手表接口表面，将下表面的Vcc引脚、GND引脚、uart_tx引脚、uart_rx引脚、第一电极I/O引脚410和第二电极I/O引脚420分别与外部电源的正极、外部电源的负极、外部设备的通信接口、第三电极330和第四电极340对应连接。当Vcc、GND分别连接到外部电源的正负极上，并将第一电极I/O引脚410和第二电极I/O引脚420与手环或手表外壳上的第三电极330和第四电极340连接后，就可以对人体进行健康测量。测量完成后，若uart_tx引脚、uart_rx引脚与外部设备的通信接口连接，则可将测量获取的生物阻抗信息传输至外部设备。

在其中一个实施例中，封装本体100的第一外表面的形状为矩形或圆形或椭圆形或多边形。封装本体100的形状可根据所应用的设备的需要设置成矩形或圆形或椭圆形或多边形，以更好地对设备内部空间的结构进行设计，减小设备体积。

本申请还提供一种电子设备，该电子设备包括壳体和如上述任一实施例中的封装模组10，壳体上开设有窗口，且壳体上设有至少一个表面电极，该表面电极与封装模组10。如上述任一项实施例中的封装模组10嵌设在该电子设备壳体上的窗口中，且至少一个接触电极300外露于该电子设备的壳体。

在其中一个实施例中，封装模组10设置有两个接触电极300，两个接触电极300中的一个连接激励源210，另一个连接测量电路220；壳体上设有两个表面电极，两个表面电极中的一个连接激励源210，另一个连接测量电路220。

在其中一个实施例中，封装模组10设置有一个接触电极300，壳体上设有三个表面电极。当该接触电极300连接激励源210时，三个表面电极中的一个连接激励源210，另外两个连接测量电路220；当该接触电极300连接测量电路220时，三个表面电极中的两个连接激励源210，另外一个连接测量电路220。

在其中一个实施例中，电子设备可以是可穿戴设备、移动终端、电子秤、耳机或电子烟中的至少一种。例如电子设备可以是健康测量手环，健康测量手环包括手环壳体，手环壳体上开设有窗口。封装模组10嵌设在窗口中，第一电极310和第二电极320外露于壳体。第三电极330和第四电极340设置于与第一电极310和第二电极320相背的壳体表面上。

本实用新型提供的封装模组10，激励源210与第一电极310连接，并通过第一电极I/O引脚410与设置于外部的第三电极330连接。测量电路220，与第二电极320连接，并通过第二电极I/O引脚420与第四电极340连接。第一电极310输出电流激励信号通过人体将电流激励信号传输至第三电极330从而形成电流回路或第三电极330输出电流激励信号通过人体将电流激励信号传输至第一电极310从而形成电流回路。测量电路220通过第二电极320和第四电极340获取电流回路上的阻抗信息。微处理器230分别与激励源210和测量电路220连接，用于根据测量电路220获取的阻抗信息计算出健康测量参数。第一电极310和第二电极320平行间隔设置于封装本体100的外表面，第三电极330和第四电极340设置于封装模组10的外部，需要分别通过第一电极I/O引脚410和第二电极I/O引脚420来与封装在封装模组10内部的生物阻抗测量电路200连接。利用SIP封装技术将生物阻抗测量电路200集成于封装本体100内部，将两个接触电极300固定设置于封装本体100的外表面上，以将生物阻抗测量电路200和两个接触电极300的位置封装固定，实现整个封装模组10具备体积小、走线简单、安装方便的特点。在新产品设计开发时，体积较小的封装模组10在应用时不会占据过多的空间，布局起来方便简单。封装模组10的走线简单，所以在生产时可以通过自动贴片来提高生产效率。

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)

1.一种封装模组，其特征在于，包括封装本体和封装在所述封装本体内部的生物阻抗测量电路，所述封装模组还包括位于所述封装本体外表面的至少一个接触电极；每一所述接触电极分别与所述生物阻抗测量电路连接。

2.根据权利要求1所述的封装模组，其特征在于，所述生物阻抗测量电路包括激励源和测量电路，

所述至少一个接触电极包括：

第一电极，与所述激励源连接，所述激励源还用于连接第三电极；

第二电极，与所述测量电路连接，所述测量电路还用于连接第四电极。

3.根据权利要求2所述的封装模组，其特征在于，所述封装模组还包括设置于所述封装本体的多个引脚，其中，多个所述引脚至少包括第一电极I/O引脚和第二电极I/O引脚，所述第一电极I/O引脚用于连接所述激励源与外部的所述第三电极，所述第二电极I/O引脚用于连接所述测量电路与外部的所述第四电极。

4.根据权利要求3所述的封装模组，其特征在于，其中，所述多个引脚还包括：

电源引脚，用于连接外部电源；

接地引脚，用于连接地线。

5.根据权利要求3所述的封装模组，其特征在于，所述生物阻抗测量电路还包括微处理器，所述微处理器分别与所述激励源和测量电路连接；

所述多个引脚还包括通信引脚，所述通信引脚用于连接所述微处理器与外部设备。

6.根据权利要求3-5任一项所述的封装模组，其特征在于，所述封装本体外表面包括相背对的第一外表面和第二外表面、以及连接在所述第一外表面和所述第二外表面之间的至少一个侧面，其中，所述至少一个接触电极位于所述封装本体的第一外表面，所述多个引脚固定于所述第二外表面或至少一个所述侧面。

7.根据权利要求6所述的封装模组，其特征在于，所述封装本体的第一外表面的形状为矩形或圆形或椭圆形或多边形。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

壳体，开设有窗口，且所述壳体上设有至少一个表面电极，所述表面电极与封装模组中的生物阻抗测量电路连接；

如权利要求1-7任一项所述的封装模组，所述封装模组嵌设在所述窗口中，且所述至少一个接触电极外露于所述壳体。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述壳体上设有两个所述表面电极，所述封装模组设置有两个所述接触电极；或者，

所述壳体上设有三个所述表面电极，所述封装模组设置有一个所述接触电极。

10.根据权利要求8或9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为可穿戴设备、移动终端、电子秤、耳机或电子烟中的至少一种。

Images