Hotchip華芯邦電子煙芯片打破常規(guī)-HRP晶圓級(jí)先進(jìn)封裝傳感技術(shù)（Heat Re-distribution Packaging）面世

華芯邦推出的HRP 先進(jìn)封裝集成咪頭傳感電子煙專用芯片，以其集合封裝多個(gè)功能步驟的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，極大地減少了企業(yè)的人力成本和流程費(fèi)用。這款獨(dú)特的芯片直接將不同功能的芯片集成在一起，在HRP芯片的推出引領(lǐng)下，企業(yè)能夠更加高效地進(jìn)行生產(chǎn)制造，實(shí)現(xiàn)降本增效的目標(biāo)。通過減少繁瑣的人工操作和流程，企業(yè)能夠?qū)⒏嗟木ν度氲阶陨砗诵臉I(yè)務(wù)的發(fā)展上，實(shí)現(xiàn)更高的競(jìng)爭(zhēng)力。HRP電子煙芯片它的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，將企業(yè)的生產(chǎn)效率提升到了一個(gè)新的高度。對(duì)于那些注重效率和質(zhì)量的企業(yè)來(lái)說(shuō)，HRP無(wú)疑是一個(gè)不可或缺的利器。無(wú)論是在電子煙成品、電子煙PCBA線路板配件、電子煙MEMS集成咪頭，HRP晶圓級(jí)封裝芯片都能發(fā)揮其獨(dú)特的作用。

目前，大部分電子煙ASIC芯片采用的封裝方式因散熱能力不足而存在一些問題。在高功率輸出時(shí)，芯片容易過熱觸發(fā)保護(hù)機(jī)制，導(dǎo)致性能中斷，嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。為了解決這些問題，對(duì)臺(tái)積電HRP封裝技術(shù)進(jìn)行了深入研究，并從底層傳熱學(xué)邏輯出發(fā)，全面分析了元器件在工作狀態(tài)下的界面熱阻。我們采用有限元仿真的方法構(gòu)建了電子煙元器件的傳熱模型，以改善散熱問題。通過這項(xiàng)研究，我們對(duì)現(xiàn)有封裝方式進(jìn)行了優(yōu)化，提高了芯片的散熱性能，從而有效提升了用戶的使用體驗(yàn)，繼推出Heat Re-distribution Packaging。

全新的Heat Re-distribution Packaging (HRP) 封裝方式，是依托華芯邦Hotchip在半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域雄厚的技術(shù)積累，公司在業(yè)界率先實(shí)現(xiàn)了基于HRP封裝的電子煙專用器件流片，推出了世界上首款HRP封裝的電子煙專用芯片產(chǎn)品，從源頭解決了電子煙元器件散熱能力不足的難題 ，并給與HRP電子煙芯片全新的定義。

HRP電子煙芯片 采用 ASIC 設(shè)計(jì)，不會(huì)有 MCU 方案的死機(jī)現(xiàn)象，也不會(huì)出現(xiàn)因低于臨界電壓而引起的芯片無(wú)法復(fù)位現(xiàn)象；HRP芯片集成了咪頭傳感檢測(cè)，支持咪頭直接輸入，咪頭檢測(cè)經(jīng)過抗干擾處理，避免誤觸發(fā)；芯片內(nèi)部集成了 MOSFET 放電開關(guān)，吸煙時(shí)霧化片的最大電流可超過 5.3A，可以支持阻抗低至 0.8Ω的發(fā)熱絲；該芯片工作狀態(tài)穩(wěn)定，并帶有發(fā)熱絲短路保護(hù)功能，在負(fù)載電阻小于 0.4 Ω（Typ.）時(shí)輸出截止；省電模式下靜態(tài)電流只有 2.2uA（Typ.）。

芯片內(nèi)部集成了獨(dú)立的鋰電池充電管理，支持多種 AC-DC 和 USB 等充電設(shè)備充電輸入，具備多模式（涓流， 恒流， 恒壓）充電過程，充電性能優(yōu)越。EC0059R 具有多種保護(hù)功能：長(zhǎng)時(shí)間吸煙保護(hù)、輸出短路保護(hù)、過溫保護(hù)、欠壓保護(hù)等。同時(shí)芯片具有可視化的 LED 工作指示功能，根據(jù)不同的應(yīng)用狀態(tài)，都有可區(qū)別的 LED 指示。EC0059R 使用 HRP 先進(jìn)封裝，具有尺寸小，引線短，熱阻小，散熱快，性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。

功能描述

HRP是一款高集成度的高性能的應(yīng)用于電子香煙的控制芯片，不同于 MCU 方案，該芯片采用 ASIC 設(shè)計(jì)，不會(huì)發(fā)生死機(jī)現(xiàn)象，也不會(huì)出現(xiàn)因低于臨界電壓而引起的芯片無(wú)法復(fù)位的現(xiàn)象。該 IC 內(nèi)部集成咪頭傳感檢測(cè)模塊，放電控制模塊，鋰電池充電模塊。而且外圍元件極少，需要 1 顆 LED 燈和 2 顆電容即可，系統(tǒng)成本低。其主要功能特點(diǎn)如下所示：

晶圓級(jí) HRP 先進(jìn)封裝

EC0059R 使用晶圓級(jí) HRP 先進(jìn)封裝，外形尺寸非常的小(1.1x0.75mm)。HRP 由于直接在原晶片上直接制作焊接 PAD，因此具有封裝外形小，連線短，熱阻小，散熱快，工作穩(wěn)定的特點(diǎn)，對(duì)于降低芯片的溫升，提高電子煙的板密度，增加可靠性都有很好的作用。

超低的靜態(tài)工作電流(<5uA)

芯片在上電自檢完后就直接進(jìn)入省電模式，而在不吸煙的時(shí)候電路也一直維持在省電模式，省電模式時(shí)靜態(tài)工作電流只有 2.2uA（Typ.）,只有在吸煙的情況下，芯片才會(huì)由省電模式進(jìn)入到正常工作模式。所以在省電模式下具有極低的靜態(tài)電流損耗，可以有效的延長(zhǎng)一次充電后電池的使用時(shí)間。

多模式安全充電

HRP電子煙芯片內(nèi)部集成有充電控制電路，推薦充電輸入電壓 5V， 該電路具備多模式（涓流，恒流，恒壓）充電過程，充電性能優(yōu)越。當(dāng)鋰電池電壓<2.8V 為涓流模式，可保護(hù)電池；當(dāng)電池電壓充至 2.8V 以上時(shí)為恒流模式，開始大電流恒流充電，當(dāng)電池電壓接近浮充門檻電壓（VFLOAD） 時(shí)為恒壓模式，充電電流逐步下降，直至充到 VFLOAD 時(shí)充電停止。

LED 工作指示

由于有不同的工作模式，在每種模式下系統(tǒng)又有不同的工作狀態(tài)，所以系統(tǒng)方案中提供了可視化的 LED 工作指示功能，可以讓客戶在使用過程中明確系統(tǒng)所處的工作狀態(tài)。所以根據(jù)不同的應(yīng)用狀態(tài)，在芯片啟動(dòng)、吸煙時(shí)間、電壓檢測(cè)、短路保護(hù)和充電過程都有可區(qū)別的 LED 指示，方案如下

保護(hù)控制模塊

HRP電子煙芯片內(nèi)部還集成有各種保護(hù)電路：欠壓保護(hù) (UVLO)、過溫保護(hù) (OTP)、過流保護(hù)、短路保護(hù)、吸煙超時(shí)保護(hù)；充電控制模塊還有智能溫控電路，如果芯片結(jié)溫升至約 120℃的預(yù)設(shè)值以上，則一個(gè)內(nèi)部熱反饋環(huán)路將減小設(shè)定的充電電流。該功能可防止HRP電子煙芯片過熱，并允許用戶提高電路板功率處理能力的上限而沒有損壞 HRP電子煙芯片的風(fēng)險(xiǎn)。

自08年以來(lái)，華芯邦就涉足電子煙芯片的開發(fā)與設(shè)計(jì)，探索電子煙芯片市場(chǎng)并逐漸取得越來(lái)越卓越的成績(jī)。成功開發(fā)多款電子煙芯片，從最初2009年為某格開發(fā)的電子煙PMU、2010年開發(fā)的EGO電子煙充電芯片；到2013年電子煙SOC研發(fā)成功；2018年蘇州子公司華芯思特MEMS IDM團(tuán)隊(duì)開發(fā)的業(yè)界首顆PWM電子煙SOC芯片；2020年電子煙專用開關(guān)式MEMS開發(fā)成功；2022年業(yè)界最小550MEMS也成功研發(fā)；再到今年2023首發(fā)HRP先進(jìn)封裝集成咪頭傳感電子煙芯片的問世，這些成果展示了我們?cè)陔娮訜熜酒I(lǐng)域的專業(yè)能力和技術(shù)實(shí)力，如今我們將繼續(xù)深耕電子煙行業(yè)芯片市場(chǎng)，打造獨(dú)特的工藝制程、封裝制程及產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)，實(shí)現(xiàn)真正的降本提效。

審核編輯：湯梓紅