一种微电子芯片封装于纤维制品内的封装结构

技术领域

本发明涉及封装技术领域，具体为一种微电子芯片封装于纤维制品内的封装结构。

背景技术

穿戴电子纺织品是一种整合电子功能与纺织纱线的新型产品，电子纺织品需要具备稳定可靠，柔软及舒适等特性从而达到与衣物的无差异性。电子纺织品属于便携式设备其主要应用于娱乐、军事，航空航天，运动和医疗健康等领域。随着人们生活水平的提升，人们对电子产品便携化、智能化和功能集成化需求越来越高，穿戴电子纺织品随之进入一个高速发展的时代。

电子纺织品能提供非常广泛的电子功能，其中包括电子探测，数据处理及用户互动的功能。因此电子纺织品技术具有巨大的市场潜力，稳定可靠的整合电子功能及纺织品对穿戴电子行业的发展起到了至关重要的作用。

在国际上，美国、欧洲的一些研究机构和智能穿戴设备公司已经利用电子探测功能与纺织品的结合开发出了很多医疗及安全探测的电子织物产品，但这些电子纺织品都没有进行封装或只进行了简易的封装，从而这些产品大多都存在物理可靠性的问题，这些物理可靠性主要表现在穿戴者运动产生的力(弯曲力，剪切力及拉力等)对电子模块的机械损坏及穿戴衣物的水洗对电子模块的机械损坏。

传统的电路板中电子元件及模块的封装方法(比如Glob-top)适用于坚硬基底的电路板，不适用于精细高能的穿戴性电子设备且不能承受水洗。因此传统的电子封装Glob-top的方法不适用于柔性智能穿戴设备。

本产品致力于精细电路或高精度的电子模块比如超薄电子模块(电子电路控制模块)的封装及组装方式，实现高柔性可水洗，可将电路封装在纺织品的纤维上，为高精度高分辨率要求的柔性电子特别是高智能穿戴性电子设备产品增强了实用性并拓宽了应用范围。

发明内容

本发明为了解决现有技术的穿戴者运动产生的力(弯曲力，剪切力及拉力等)对电子模块的机械损坏及穿戴衣物的水洗对电子模块的机械损坏问题，提供一种微电子芯片封装于纤维制品内的封装结构。

本发明通过下述技术方案实现：

一种微电子芯片封装于纤维制品内的封装结构，包括纺织纱线和电子模块，所述纺织纱线用于对电子模块进行包覆，形成与常规纤维相同特性的纺织线，所述电子模块用于对人体进行检测和与外部设备形成通讯。

进一步的，所述纺织纱线包括包裹纤维、环绕纤维和载体纤维，所述电子模块装载于载体纤维上，所述环绕纤维与所述载体纤维平行设置，且所述环绕纤维设置于所述载体纤维上部及下部，所述包裹纤维包裹所述环绕纤维与所述载体纤维。

所述纺织纱线作用如普通纤维，能够被使用制成衣物。

进一步的，所述电子模块包括上基底、电子芯片和下基底，所述下基底设置于所述纺织纱线内，所述电子芯片连接于所述下基底表面，所述上基底覆盖在所述电子芯片表面。

所述上基底和所述下基底均采用柔性材料制成，具体可采用柔性聚酰亚胺材料。

所述上基底、所述电子芯片和所述下基底采用上中下结构排列。

进一步的，在所述上基底和所述下基底之间，所述电子芯片周围充填有填料。

所述填料用于填充所述上基底、所述电子芯片和所述下基底之间的间隙，确保所述上基底、所述电子芯片和所述下基底之间的结构稳定性。

进一步的，所述电子芯片和所述下基底之间设有导电块。

所述导电块起导电作用，所述导电块可采用导电胶或焊接进行电连接，确保所述电子芯片和所述下基底之间的电通讯。

进一步的，所述上基底覆盖所述电子芯片部分设有凸槽。

所述凸槽对所述电子芯片进行保护。

进一步的，所述下基底表面设有连接电路。

所述连接电路用于实现芯片之间的连接，或者芯片与电路的连接。

进一步的，所述凸槽包括四个凸起壁和一个平顶，所述凸槽形成凸起空间，所述凸槽形状与所述电子芯片形状适配。

进一步的，所述电子芯片设置于所述纺织纱线的中性轴上。

中性轴通常是一条线或一平面，在一个物体受到外力时发生弯曲，这个物体中的中性轴位置是不受任何弯曲或拉伸力的，电子芯片放在封装结构的中性轴位置会使电子芯片受力最小化从而大大的提升封装的寿命。

进一步的，所述上基底和所述下基底的厚度均不高于100微米，所述上基底和所述下基底的宽度均不超过0.5毫米，所述上基底和所述下基底的长度不超过2厘米，所述电子芯片的厚度低于100微米。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

与现有技术相比，本技术方案将电子芯片封装入纤维，整体结构不仅能够提升产品的稳定性，电子模块能够有效增强抗水洗性，封装于纤维内，能提供更佳的舒适性，同时，电子芯片隐藏于电子模块内，具有良好的隐蔽性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电子模块结构示意图；

图3为本发明的电子模块封装扩充示意图；

图4为本发明的电子模块分层结构示意图；

附图中标记及对应部分的名称：

图中：纺织纱线1、电子模块2、上基底3、电子芯片4、下基底5、填料6、导电块7、包裹纤维11、环绕纤维12、载体纤维13。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1-4所示，一种微电子芯片封装于纤维制品内的封装结构，包括纺织纱线1和电子模块2，所述纺织纱线1用于对电子模块2进行包覆，形成与常规纤维相同特性的纺织线，所述电子模块2用于对人体进行检测和与外部设备形成通讯。

优选的，所述纺织纱线1包括包裹纤维11、环绕纤维12和载体纤维13，所述电子模块2装载于载体纤维13上，所述环绕纤维12与所述载体纤维13平行设置，且所述环绕纤维12设置于所述载体纤维13上部及下部，所述包裹纤维11包裹所述环绕纤维12与所述载体纤维13。

优选的，所述电子模块2包括上基底3、电子芯片4和下基底5，所述下基底5设置于所述纺织纱线1内，所述电子芯片4连接于所述下基底5表面，所述上基底3覆盖在所述电子芯片4表面。

优选的，在所述上基底3和所述下基底5之间，所述电子芯片4周围充填有填料6。

优选的，所述电子芯片4和下基底5之间设有导电块7。

优选的，所述上基底3覆盖所述电子芯片4部分设有凸槽。

优选的，所述下基底5表面设有连接电路。

优选的，所述凸槽包括四个凸起壁和一个平顶，所述凸槽形成凸起空间，所述凸槽形状与所述电子芯片4形状适配。

优选的，所述电子芯片4设置于所述纺织纱线1的中性轴上。

优选的，所述上基底3和所述下基底5的厚度均不高于100微米，所述上基底3和所述下基底5的宽度均不超过0.5毫米，所述上基底3和所述下基底5的长度不超过2厘米，所述电子芯片4的厚度低于100微米。

工作原理或装配方法：

1.首先将电子芯片电焊接或用导电胶连接在包含集成电路的下基底上。

2.填充胶注入电子芯片与下基底的缝隙中来加固电子芯片与下基底的连接。

3.在电子芯片上注入上层填充胶。

4.在上基底的凸槽内注入适量的填充胶并且其余的上下基底结合处注入填充胶。

5.将上下基底联合并将联合物放入箱式真空机中去除封装中的气泡。

6.封装好的电子模块与载体，环绕纤维及覆盖纤维用编织机编织成一条纱线形成多功能的电子纤维。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。