新型混合微处理器和射频雷达感应功能的SIP封装芯片制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型混合微处理器和射频雷达感应功能的SIP封装芯片，其特征在于，包括MCU模块、射频雷达模块、电源供电模块以及外部接口模块，所述MCU模块通过ADC模数转换器引脚采集射频雷达模块经过LNA低通滤波放大电路输出的中频模拟量信号，所述电源供电模块通过VDD供电和LDO低压差线性稳压器分别给MCU模块和射频雷达模块供电，MCU模块通过串口总线连接到外部接口，各个系统级模块封装于两层PCB电路板的基板上。本实用新型专利技术将小尺寸MCU模块、射频雷达模块和电源供电模块集成为新的一个SIP芯片，使得外接的射频天线的设计更灵活、SIP封装散热好，系统集成度高、混合模组结构紧凑、封装材料强度高、对外接口简单的特点。对外接口简单的特点。对外接口简单的特点。

【技术实现步骤摘要】
新型混合微处理器和射频雷达感应功能的SIP封装芯片


[0001]本技术涉及X波段微波射频雷达精测领域，具体而言，涉及一种新型混合微处理器和射频雷达感应功能的SIP封装芯片。

技术介绍

[0002]X波段雷达(X Band Radar，简写为XBR)是对火控、目标跟踪雷达的统称，其波长在3厘米以下。而X波段是指频率在8
‑
12 GHz的无线电波波段，在电磁波谱中属于微波。而在某些场合中，X波段的频率范围则为7
‑
11.2GHz。X波段雷达发射和接受一个很窄的波束，绝大部分的能量都集中在主波束里，每一束波都包含一系列的电磁脉冲信号。XBR的波束将在环雷达360度球形范围内，但是不会引导到与地平线水平位置。
[0003]MCU微处理器是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用，可以通过设计应用程序，对输入的模拟或者数字信号进行处理和输出。
[0004]目前的MCU微处理器、射频雷达芯片主要是基于SOC的CSP封装技术和硬件应用平台，而采用这些芯片设计的硬件平台外围电路和外围元器件分散，设计布局离散性居多，复杂的线路设计也比较繁琐，贴片点数也居多。基于MCU微处理器控制处理技术和射频雷达芯片感应的产品因硬件平台不一样，应用环境也不相同，而且应用算法互不兼容和统一，如何提供一种尺寸更小，精度更高的混合微处理器和射频雷达功能系统，成为亟待解决的行业痛点问题。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的缺点和不足，本技术提出了一种新型混合微处理器和射频雷达感应功能的SIP封装芯片，其将两颗工作频率和工作电压不同，射频前端FEM处理芯片和中频处理MCU芯片相互配合的MCU微处理器和射频雷达模块，采用SIP工艺集成为一个混合功能的芯片，具有高集成度、电子元器件布局结构紧凑、系统散热性能好，功耗低，可靠性强，封装材料强度高、对外接口简单的特点，且SIP封装后的新芯片的使用方便、灵活，配合射频天线后，射频雷达的感应距离准确，有效改善了以往采用不同芯片设计的硬件平台，电气连线设计复杂，容易受到其他无线射频干扰，射频天线存在设计灵活性不足的问题，满足物体移动感应产品在不同电源和不同环境使用情况下，对芯片小尺寸的核心要求。
[0006]具体的，本技术所述的一种新型混合微处理器和射频雷达感应功能的SIP封装芯片，其特征在于，包括MCU模块、射频雷达模块、电源供电模块以及外部接口模块。其中，所述MCU模块通过ADC模数转换器引脚采集射频雷达模块经过LNA低通滤波放大电路输出的中频模拟量信号，所述电源供电模块通过VDD供电和LDO低压差线性稳压器分别给MCU模块和射频雷达模块供电，MCU模块通过总线连接到外部接口，各个模块系统级封装于两层电路板的基板上。
[0007]上述技术方案中，通过将MCU模块、射频雷达模块、电源供电模块以及外部接口模块，采用SIP工艺进行集成，形成一个电信号模拟量精度更合理、雷达感应距离更准确、集成度更高、结构强度更强的芯片系统，同时实现了异构系统模组的小型化，并且缩短了芯片系统工作时的电流传输路径、降低了系统的整体功耗、保证内部模块间通信的可靠性。
[0008]进一步的，所述MCU模块、射频雷达模块、电源供电模块以及外部接口模块采用MUF方式进行QFN封装处理；其他配套的阻容元器件采用0201标准尺寸封装。
[0009]上述技术方案中，采用MUF方式进行QFN封装可以有效的缓解芯片、基板和焊料三者之间的膨胀系数不匹配，增强封装体的热性能，还可以保护焊料凸点，提升封装体的力学性能。
[0010]进一步的，所述QFN封装处理后的SIP封装芯片，具体尺寸为9mm*9mm*1.1mm的模封材质外壳。
[0011]这样的外壳技术方案中，模塑料外壳模具有稳定、耐高热高湿、耐腐蚀和高机械强度，以模塑料作为外壳的SIP封装可适用于各环境，并且不易损坏，提高了本技术的适用范围和使用安全性。
[0012]进一步的，所述封装后SIP封装芯片的外部接口模块至少包括24个外部接口引脚，所述外部接口引脚包括电源接口、射频天线接口、烧录通信接口、具有PWM功能接口、中频模拟量输出探测接口、预留GPIO接口、模拟信号输入接口、以及系统内部的测试接口。
[0013]上述技术方案中，24个外部接口引脚能够满足外部通信和连接需求，符合小型化产品的开发需求。
[0014]进一步的，所述电源供电模块分别对所述MCU模块、射频雷达模块进行单独供电。
[0015]上述技术方案中，对MCU模块、射频雷达模块分别进行单独供电，且各自执行各自工作，最终MCU模块通过ADC引脚采集射频雷达模块经过LNA低通滤波放大电路输出的中频模拟量信号，经过均值滤波算法，输出有效的TTL电平信号给终端设备，使得芯片能够根据不同使用场景需要，进行更合理的高精度通信，避免了单一芯片和技术存在的限制和误差，实现芯片加算法的优势。
[0016]进一步的，所述射频雷达模块包括射频信号输入，原始中频信号处理电路、中频信号LNA低通滤波输出电路和电源耦合电容等。
[0017]上述技术方案中，MCU模块可采用基于SOC封装的芯片，其具有完整的功能系统，通过与射频雷达模块和电源供电模块封装形成芯片系统，实现了远距离精确感应和雷达天线设计灵活的功能，同时有利于模组的小型化。
[0018]进一步的，射频雷达模块内置X波段FEM处理芯片，所述FEM处理芯片的工作频段优选为9.85GHz或者10.525GHz。
[0019]进一步的，所述MCU模块内置MCU芯片，所述MCU芯片包括可编程烧录引脚、通信引脚、GPIO引脚以及具有PWM功能的引脚。所述MCU模块是RISC内核，内部主时钟频率为16MHz,支持内部振荡8MHz或者16MHz。所述MCU模块为MTP低功耗快速AD型MCU；所述MCU模块采用8PIN接口的DFN封装形式封装。
[0020]进一步的，所述电源供电模块通过VDD供电和LDO低压差线性稳压器分别给MCU模块和射频雷达模块供电，其中静态电流为30
‑
60mA，优选的，当雷达模块1.2V供电时，典型静态电流为50mA；电源抑制比达到70dB。具有高PSRR、超低噪声、快速启动以及出色的线路和
负载瞬态响应，且可以输出300mA电流。
[0021]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0022]1、针对现有的MCU模块和射频雷达精确通信系统各自标准不同情况，将两者模块采用SIP工艺进行集成，形成一个尺寸小、功能引脚合理应用，通信精度更合理，外接射频天线设计更灵活，系统集成度更高，结构强度更强的芯片系统。通过外部接口模块，能够连接外置的任何形状的射频天线，构成一个异构结构的MCU模块算法处理控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型混合微处理器和射频雷达感应功能的SIP封装芯片，其特征在于，包括MCU模块、射频雷达模块、电源供电模块以及外部接口模块，所述MCU模块通过ADC模数转换器与所述射频雷达模块连接；所述电源供电模块分别与MCU模块和射频雷达模块连接；所述MCU模块通过串口总线连接到所述外部接口模块，各个模块系统级封装于两层电路板的基板上。2.根据权利要求1所述的新型混合微处理器和射频雷达感应功能的SIP封装芯片，其特征在于，所述MCU模块、射频雷达模块、电源供电模块以及外部接口模块采用MUF方式进行QFN封装处理；阻容元器件采用0201标准尺寸封装。3.根据权利要求2所述的新型混合微处理器和射频雷达感应功能的SIP封装芯片，其特征在于，完成QFN封装处理后的SIP封装芯片具有尺寸为9mm*9mm*1.1mm的模封材质外壳。4.根据权利要求3所述的新型混合微处理器和射频雷达感应功能的SIP封装芯片，其特征在于，所述封装后SIP封装芯片的外部接口模块至少包括24个外部接口引脚，所述外部接口引脚包括电源接口、射频天线接口、烧录通信接口、具有PWM功能接口、中频模拟量输出探测接口、预留GPIO接口、模拟信号输入接口、以及系统内部的测试接口。5.根据权利要求4所述的新型混合微处理器和射频雷达感应功能的SIP封装芯片，其特征在于，所述电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴秋辉，黄慰桐，匡瑞，张楠，陈惠安，刘耀义，丁凡，张伟，
申请(专利权)人：广东德赛矽镨技术有限公司，
类型：新型
国别省市：