[发明专利]高密度集成的导航定位授时微装置及其集成方法

说明书

本发明提出了一种高密度集成的导航定位授时微装置及其集成方法，利用四层组装基板、两个侧面基板和一个底板的系统架构，采用多层LTCC技术及陶瓷厚膜基板技术将各类功能芯片组装到基板上，采用柔性基带互联技术以及焊球技术实现基板间、基板与底板、基板与侧板间的电信号连接，采用三维高密度组装技术实现多基板的立体高精度组装，并采用高密度集成散热技术实现三维芯片堆叠系统的芯片级和封装级散热处理，有效的减轻了系统的物理体积，增强了系统的散热性能。

技术领域

本发明属于微机电系统集成制造与应用领域，具体而言，涉及一种可用于微小平台的高密度集成的导航定位授时微装置及其集成方法。

背景技术

随着现代科学技术的发展，车辆、飞机、船舶、武器系统等对导航系统提出了越来越高的要求，传统的单一导航方式如惯性导航、全球卫星导航(GNSS)、地磁导航、电子地图等无法满足应用需求，因此，现代导航越来越多的采用了多种导航组合的方式，即复合导航。

复合导航提高了导航系统精度、抗干扰能力性和冗余度。但目前的复合导航系统大都仅仅是将独立的导航系统进行叠加得到，其存在体积大、功耗高、成本高、精度较低、功能较少等问题，无法满足现代化导航的需求。

现有的导航系统应用平台对系统的性能指标提出非常严苛的要求，为实现高性能、小体积、轻重量、低功耗的复合导航微系统，需要对导航系统的总体架构进行优化布局和设计，以实现将各功能元器件在不影响导航性能的前提下以极高的密度集成在运载平台可接受的空间范围内。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种高密度集成的导航定位授时微装置，包括：

四个水平层、两个侧面基板和一个底板，其中四个水平层按自上而下的顺序依次为惯性测量单元实现层、多源导航信息融合解算与能源供给实现层、多导航源芯片单元实现层、守时/授时单元实现层。

此外，还提供了一种的导航定位授时微装置的集成方法，包括：

1)守时/授时单元层的基板贴装在底板上表面；

2)多导航源芯片单元实现层的基板贴装在守时/授时单元层的基板之上；

3)多源导航信息融合解算与能源供给实现层的基板贴装在多导航源芯片单元实现层的基板之上；

4)惯性测量单元实现层的基板贴装在多源导航信息融合解算与能源供给实现层的基板之上；

5)将集成有惯性测量单元的两个侧面基板沿垂直方向立式贴装于底板的底部，并侧向贴装于惯性测量单元实现层的基板上。

本发明采用的芯片级微系统架构，利用多功能高密度互联基板技术、柔性基板技术、系统级组装封装技术，将惯性导航单元、卫星导航单元、AD抗干扰芯片、磁力芯片、高度芯片、解算芯片、芯片原子钟和多路电源管理芯片，分层布局在水平或侧面陶瓷基板上，采用多层LTCC技术提高电子元件的密度，实现了一种多元器件高密度集成的导航微系统复合架构，通过三维集成技术实现三维芯片堆叠和系统级封装，缩小了物理空间，提升了系统架构的利用率，有效减轻了系统的物理体积；另外，通过芯片级和系统级的散热技术，提升从器件自身、到基板、再到系统层面的散热效果，减弱了系统内热量的聚集效应，有利于稳定发挥系统性能。

附图说明

为更清楚说明本发明中的技术方案，下面对现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。

图1为本发明的导航定位授时微装置的侧视结构示意图。

图2为本发明的导航定位授时微装置的爆炸结构示意图。

具体实施方式

考虑导航定位授时微装置所集成的单元含各种测量、导航、计时及其他功能芯片，器件门类多、物理形态不一，需合理安排层次布局和组装方法。