一种光电隔离通用片式CAN总线微系统封装结构的制作方法

本实用新型属于微系统技术领域，涉及一种光电隔离通用片式can总线微系统封装结构。

背景技术：

微系统是融合微电子、光电子、mems、架构、算法五大基础要素，将传感、通信、处理、执行、微能源五大功能单元集成在一起的具有多种功能的微装置。系统级封装结构是一种将多个具有不同功能的电子元件集成在一个封装内，用于实现一个基本完整功能的模块。

目前虽然已有大量的系统级封装结构，但仅能实现某一种特定功能的，不能广泛应用到各个领域。具有控制处理功能的系统，常见的是通过将各种功能的芯片焊接在载板上，其体积大、高功耗，不满足当下电子设备的集成需求。

因此，亟需一种模块化、高集成度、小型化、低功耗、高可靠的微系统，应用于can总线处理系统中，以满足新一代电子设备对模块化、高集成度、小型化、低功耗、高可靠的需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光电隔离通用片式can总线微系统封装结构，能够满足新一代电子设备对模块化、高集成度、小型化、低功耗、高可靠的需求，在机载、弹载、高可靠的工业控制场合具有广泛的应用前景。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种光电隔离通用片式can总线微系统封装结构，包括一体化管壳(1)和微处理系统；所述微处理系统包括can总线收发器(2)、光电耦合模块(3)、数字信号处理器(4)、sram(5)和eeprom(6)；

所述一体化管壳(1)用于封装并连接微处理系统；所述can总线收发器(2)通过光电耦合模块(3)与数字信号处理器(4)连接，提供信号的差分发送和接收能力；所述光电耦合模块(3)用于系统中隔离信号；所述数字信号处理器(4)为微处理系统提供控制、处理功能和部分接口；所述sram(5)通过接口与数字信号处理器相连，提供高速数据缓存；所述eeprom(6)通过接口与数字信号处理器相连，用于存储设置数据。

进一步，所述一体化管壳(1)采用挖腔方式，为微处理系统提供多通路的光电耦合空间。

进一步，所述微处理系统中各模块的互连方式是采用多层陶瓷布线的方式，为系统提供高密度的电连接走线。

进一步，所述光电耦合模块(3)采用多通道阵列挖腔方式，相邻腔体之间共用腔壁，典型通道数量≥4。

进一步，所述can总线收发器(2)、数字信号处理器(4)、sram(5)和eeprom(6)等微电子芯片采用导电胶粘接和键合技术连接在一体化管壳(1)上，典型方式是采用键合技术连接在一体化管壳(1)的表层键合点上。

进一步，所述一体化管壳(1)采用htcc工艺制作，主要由三种材料组成，分别为陶瓷材料、金属材料和导体材料；其中陶瓷材料用于一体化管壳的主体结构；金属材料用于加工一体化管壳的零件部分，包括引线、封口环、盖板和热沉等；导体材料用于一体化管壳的内部布线和填充互连孔，用于电互连。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型所述封装结构具有通用性强、集成度高、体积小的特点，具有丰富的外设接口和信号处理能力。本实用新型有利于实现电子设备系统的小型化设计、低功耗设计、高可靠性设计，此外本实用新型也是工业控制和检测系统的理想选择，可广泛应用于替换现有设备中的can总线控制系统。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型所述微系统封装结构示意图；

图2为本实用新型所述微处理系统电路框图；

图3为一体化管壳俯视图；

图4为图3的a-a’侧视图；

图5为一体化管壳仰视图；

附图标记：1-一体化管壳，2-can总线收发器，3-光电耦合模块，4-数字信号处理器，5-sram，6-eeprom，7-腔体，8-封口环。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图5，本实施提供一种光电隔离通用片式can总线微系统封装结构，包括一体化管壳1和微处理系统；所述微处理系统包括can总线收发器2、光电耦合模块3、数字信号处理器4、sram5和eeprom6；

一体化管壳1为整个微系统的物理结构承载体和电高密度互联体，是一体化cqfp陶瓷管壳，采用金属盖板平行焊封在陶瓷管壳上，采用cqfp形式引出引脚。其内部采用挖腔方式，为微处理系统提供多通路的光电耦合空间。正面腔体放置can总线收发器2、数字信号处理器4、sram5和eeprom6。

其结构如图3～5所示，尺寸包括但不限于本实施例所示，本实施例提供的具体尺寸为：腔体7为正方形环，边长l＝w＝23.5±0.24mm，高度h7＝2.6±0.26mm；封口环8为正方形环，内边长l3＝23.9±0.15mm，外边长l4＝25.9±0.15mm，高度h5＝0.3mm；陶瓷体为正方形，边长l5＝27±0.27mm，高度为h8＝2.9±0.3mm；外围引脚中心间距l10＝1.27±0.1mm，引脚宽度l9＝0.4±0.05mm，投影长度≤7mm，整体高度(包括打弯)h3＝0.6±0.1mm，引脚厚度h4＝0.2±0.0.05mm，总引脚数量为76。一体化管壳对立面的引脚打弯末端间距l8＝28.8±0.4mm。

一体化管壳1采用htcc工艺制作，主要由三种材料组成，分别为陶瓷材料、金属材料和导体材料；其中陶瓷材料用于一体化管壳的主体结构；金属材料用于加工一体化管壳的零件部分，包括引线、封口环、盖板和热沉等；导体材料用于一体化管壳的内部布线和填充互连孔，用于电互连。引线电阻小于等于7欧姆；相邻且无互连关系的引线间绝缘电阻≥1×10¹⁰ω，dc500v。引线宽度、引线厚度、引线支撑高度可以根据需求定制。引线框架形状及大小也根据需求配套定制。

can总线收发器2包括两颗canphy芯片，采用键合技术连接在一体化管壳的表层键合点上，为整个微处理系统提供2通路的can总线收发物理接口。eeprom6为整个微系统提供设置数据存储，其容量大小包括但不限于256kbytes。

光电耦合模块包括四个光电耦合通道，每个通道包括led芯片和pdic芯片，为整个系统提供四路的光电隔离。光电耦合模块采用多通道阵列挖腔方式键合在一体化管壳边角，相邻腔体之间共用腔壁。

本实施例中，如图3～4所示，放置整个光电耦合模块的腔室宽度w1＝5.2±0.15mm，光耦合通道长w2＝4±0.15mm，宽l1＝1.7±0.15mm，高h2＝0.9±0.08mm，光耦合通道距剩余高度h1＝0.7mm，提供光耦合上盖板安装空间。光耦合通道之间的间距l6＝0.5mm，外侧壁厚l7＝0.7mm。

数字信号处理器4为整个系统提供处理能力，包括但不限于国产28335dsp裸芯片。

sram5为整个系统提供数据缓存，其容量大小包括但不限于2mbytes。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。