华芯邦电子烟芯片打破常规-HRP晶圆级先进封装传感技术面世

摘要：华芯邦电子烟芯片推出了HRP先进封装集成咪头传感技术，通过创新设计，将多个功能步骤集成在一起，降低了人力成本和流程费用。该芯片改变了传统生产方式，提高了生产效率，解决了电子烟元器件散热问题。具有ASIC设计，避免死机和低电压问题，集成咪头传感检测、MOSFET放电开关等功能，稳定性强。采用HRP封装，尺寸小、热阻小、散热快。支持多模式充电，具有LED工作指示和多种保护功能。这一技术突破展示了华芯邦在电子烟芯片领域的专业能力和技术实力。

华芯邦电子烟芯片打破常规-HRP晶圆级先进封装传感技术面世

描述

华芯邦推出的HRP 先进封装集成咪头传感电子烟专用芯片，以其集合封装多个功能步骤的创新设计，极大地减少了企业的人力成本和流程费用。

这款独特的芯片直接将不同功能的芯片集成在一起，在HRP芯片的推出引领下，企业能够更加高效地进行生产制造，实现降本增效的目标。通过减少繁琐的人工操作和流程，企业能够将更多的精力投入到自身核心业务的发展上，实现更高的竞争力。

HRP电子烟芯片它的出现改变了传统的生产方式，将企业的生产效率提升到了一个新的高度。对于那些注重效率和质量的企业来说，HRP无疑是一个不可或缺的利器。无论是在电子烟成品、电子烟PCBA线路板配件、电子烟MEMS集成咪头，HRP晶圆级封装芯片都能发挥其独特的作用。

目前，大部分电子烟ASIC芯片采用的封装方式因散热能力不足而存在一些问题。在高功率输出时，芯片容易过热触发保护机制，导致性能中断，严重影响用户体验。

为了解决这些问题，对台积电HRP封装技术进行了深入研究，并从底层传热学逻辑出发，全面分析了元器件在工作状态下的界面热阻。我们采用有限元仿真的方法构建了电子烟元器件的传热模型，以改善散热问题。

通过这项研究，我们对现有封装方式进行了优化，提高了芯片的散热性能，从而有效提升了用户的使用体验，继推出Heat Re-distribution Packaging。

全新的Heat Re-distribution Packaging (HRP) 封装方式，是依托华芯邦Hotchip在半导体封测领域雄厚的技术积累，公司在业界率先实现了基于HRP封装的电子烟专用器件流片，推出了世界上首款HRP封装的电子烟专用芯片产品，从源头解决了电子烟元器件散热能力不足的难题，并给与HRP电子烟芯片全新的定义。

HRP电子烟芯片采用 ASIC 设计，不会有 MCU 方案的死机现象，也不会出现因低于临界电压而引起的芯片无法复位现象；
HRP芯片集成了咪头传感检测，支持咪头直接输入，咪头检测经过抗干扰处理，避免误触发；
芯片内部集成了 MOSFET 放电开关，吸烟时雾化片的最大电流可超过 5.3A，可以支持阻抗低至 0.8Ω的发热丝；
该芯片工作状态稳定，并带有发热丝短路保护功能，在负载电阻小于 0.4 Ω（Typ.）时输出截止；
省电模式下静态电流只有 2.2uA（Typ.）。

芯片内部集成了独立的锂电池充电管理，支持多种 AC-DC 和 USB 等充电设备充电输入，具备多模式（涓流，恒流，恒压）充电过程，充电性能优越。EC0059R 具有多种保护功能：长时间吸烟保护、输出短路保护、过温保护、欠压保护等。

同时芯片具有可视化的 LED 工作指示功能，根据不同的应用状态，都有可区别的 LED 指示。EC0059R 使用 HRP 先进封装，具有尺寸小，引线短，热阻小，散热快，性能稳定的优点。

功能描述

HRP是一款高集成度的高性能的应用于电子香烟的控制芯片，不同于 MCU 方案，该芯片采用 ASIC 设计，不会发生死机现象，也不会出现因低于临界电压而引起的芯片无法复位的现象。该 IC 内部集成咪头传感检测模块，放电控制模块，锂电池充电模块。而且外围元件极少，需要 1 颗 LED 灯和 2 颗电容即可，系统成本低。其主要功能特点如下所示：

晶圆级 HRP 先进封装

EC0059R 使用晶圆级 HRP 先进封装，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，因此具有封装外形小，连线短，热阻小，散热快，工作稳定的特点，对于降低芯片的温升，提高电子烟的板密度，增加可靠性都有很好的作用。

超低的静态工作电流(<5uA)

芯片在上电自检完后就直接进入省电模式，而在不吸烟的时候电路也一直维持在省电模式，省电模式时静态工作电流只有 2.2uA（Typ.）,只有在吸烟的情况下，芯片才会由省电模式进入到正常工作模式。所以在省电模式下具有极低的静态电流损耗，可以有效的延长一次充电后电池的使用时间。

多模式安全充电

HRP电子烟芯片内部集成有充电控制电路，推荐充电输入电压 5V，该电路具备多模式（涓流，恒流，恒压）充电过程，充电性能优越。当锂电池电压<2.8V 为涓流模式，可保护电池；当电池电压充至 2.8V 以上时为恒流模式，开始大电流恒流充电，当电池电压接近浮充门槛电压（VFLOAD）时为恒压模式，充电电流逐步下降，直至充到 VFLOAD 时充电停止。

LED 工作指示

由于有不同的工作模式，在每种模式下系统又有不同的工作状态，所以系统方案中提供了可视化的 LED 工作指示功能，可以让客户在使用过程中明确系统所处的工作状态。所以根据不同的应用状态，在芯片启动、吸烟时间、电压检测、短路保护和充电过程都有可区别的 LED 指示，方案如下

保护控制模块

HRP电子烟芯片内部还集成有各种保护电路：欠压保护 (UVLO)、过温保护 (OTP)、过流保护、短路保护、吸烟超时保护；充电控制模块还有智能温控电路，如果芯片结温升至约 120℃的预设值以上，则一个内部热反馈环路将减小设定的充电电流。该功能可防止HRP电子烟芯片过热，并允许用户提高电路板功率处理能力的上限而没有损坏 HRP电子烟芯片的风险。

自08年以来，华芯邦就涉足电子烟芯片的开发与设计，探索电子烟芯片市场并逐渐取得越来越卓越的成绩。

成功开发多款电子烟芯片，从最初2009年为某格开发的电子烟PMU、2010年开发的EGO电子烟充电芯片；
到2013年电子烟SOC研发成功；
2018年苏州子公司华芯思特MEMS IDM团队开发的业界首颗PWM电子烟SOC芯片；
2020年电子烟专用开关式MEMS开发成功；2022年业界最小550MEMS也成功研发；
再到今年2023首发HRP先进封装集成咪头传感电子烟芯片的问世，

这些成果展示了我们在电子烟芯片领域的专业能力和技术实力，如今我们将继续深耕电子烟行业芯片市场，打造独特的工艺制程、封装制程及产业链生态，实现真正的降本提效。

来源：电子发烧友

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