[发明专利]一种基于微机电传感器融合的集成式状态监测边缘计算器

权利要求书

1.一种基于微机电传感器融合的集成式状态监测边缘计算器，其特征在于，包括封装结构，以及布置在封装结构内的计算处理电子晶圆、多通道信号采集电子晶圆和多个微机电传感元件；

所述多通道信号采集电子晶圆布置在计算处理电子晶圆上，多通道信号采集电子晶圆上形成有多个通道的信号采集电路，且各不同通道的信号采集电路的信号输出端分别通过导电端子与计算处理电子晶圆上的不同信号输入端口进行电连接；

所述多个微机电传感元件布置在多通道信号采集电子晶圆上，且各个微机电传感元件的采集信号输出端分别通过导电端子与多通道信号采集电子晶圆上不同通道的信号采集电路的信号输入端进行电连接；

所述计算处理电子晶圆上形成有计算判断处理电路以及具备多个信号输入端口的模数转换电路；所述模数转换电路用于分别对来自各个信号输入端口的模拟信号进行模数转换处理，将处理出的数字信号传输至计算判断处理电路；所述计算判断处理电路用于根据来自多个微机电传感元件的采集信号经过处理后得到的数字信号，综合计算和判断所监测设备的工作运行状态；所述计算处理电子晶圆是由模数转换电子晶圆模块和计算判断电子晶圆模块组合构成，所述具备多个信号输入端口的模数转换电路集成在模数转换电子晶圆模块上，所述计算判断处理电路集成在计算判断电子晶圆模块上，且模数转换电子晶圆模块上模数转换电路的输出信号端通过导电端子与计算判断电子晶圆模块上计算判断处理电路的数据输入端进行电连接；所述多通道信号采集电子晶圆布置在计算处理电子晶圆中的模数转换电子晶圆模块上；

所述多通道信号采集电子晶圆是由多个单通道信号采集电子晶圆模块组合构成，每个单通道信号采集电子晶圆模块上形成有一个单通道的信号采集电路；各个微机电传感元件分别布置在不同的单通道信号采集电子晶圆模块上；

各个所述单通道信号采集电子晶圆模块为层叠布置在计算处理电子晶圆上，且对于层叠布置的多组微机电传感元件与单通道信号采集电子晶圆模块的一对一配合结构进行一次预封装使其构成一个整体部件，再连接布置到模数转换电子晶圆模块上；

所述集成式状态监测边缘计算器的制造方法步骤流程如下：

步骤1）获得计算判断电子晶圆模块、具备多个模拟信号输入端口的模数转换电子晶圆模块、多个单通道信号采集电子晶圆模块、以及多个微机电传感元件；这些器件的获得，可以是预先加工制备得到，或是预先通过买获得；

步骤2）采用键合工艺将每个微机电传感元件分别键合布置在一个单通道信号采集电子晶圆模块上，并实现微机电传感元件的采集信号输出端与其对应的单通道信号采集电子晶圆模块上信号采集电路的信号输入端之间的电连接；

步骤3）将多个键合有微机电传感元件的单通道信号采集电子晶圆模块层叠布置，并采用绝缘材料加工形成竖向设置的绝缘连接板，将层叠布置的各个单通道信号采集电子晶圆模块的端侧加以固定连接，实现对各单通道信号采集电子晶圆模块的预封装；

步骤4）采用键合工艺将模数转换电子晶圆模块键合布置在计算判断电子晶圆模块上，并实现模数转换电子晶圆模块上模数转换电路的输出信号端与计算判断电子晶圆模块上计算判断处理电路的数据输入端之间的电连接；

步骤5）采用键合工艺将计算判断电子晶圆模块键合布置在封装衬底上，并通过导电端子将计算判断电子晶圆模块上计算判断处理电路的输出信号端口从封装衬底引出；

步骤6）将经过预封装的层叠布置的多个单通道信号采集电子晶圆模块设置在模数转换电子晶圆模块的上方，通过导电端子将各个单通道信号采集电子晶圆模块上信号采集电路的采集信号输出端分别电连接至模数转换电子晶圆模块上模数转换电路的不同信号输入端口；

步骤7）通过封装工艺将封装上盖盖合封装在封装衬底上形成封装结构，使得封装衬底与封装上盖之间形成对微机电传感元件、单通道信号采集电子晶圆模块、模数转换电子晶圆模块和计算判断电子晶圆模块的封装空间，完成封装，形成集成式状态监测边缘计算器。

2.根据权利要求1所述基于微机电传感器融合的集成式状态监测边缘计算器，其特征在于，位于上方的单通道信号采集电子晶圆模块与计算处理电子晶圆进行电连接的导电端子绕过位于下方的单通道信号采集电子晶圆模块；或者，位于上方的单通道信号采集电子晶圆模块与计算处理电子晶圆进行电连接的导电端子穿过位于下方的单通道信号采集电子晶圆模块，且所述导电端子与其穿过的单通道信号采集电子晶圆模块上的电路之间相互电隔离。