[发明专利]焊盘受限的可配置逻辑器件

说明书

一种集成电路提供了带有I/O键合焊盘(1710)、电源键合焊盘和电路接地焊盘的半导体管芯。每个I/O键合焊盘与具有输入电路输出引线(1814)的输入电路(1802)相关联。管芯上的多组数字逻辑功能电路系统(1804)提供了不同的数字逻辑功能。每个功能包括逻辑输入引线(1844)和逻辑输出引线(1846)。输出电路(1806)分别具有输出电路引入引线(1820)和输出电路引出引线(1822)。形成在半导体管芯中的诸如通孔之类的系连结构将输入电路电耦合至一组选定的数字逻辑功能，并将该组选定的数字逻辑功能耦合至输出电路引入引线。上层级金属导体将输出电路引出引线和选定的I/O键合焊盘耦合。

背景技术

标准数字逻辑集成电路或IC逻辑系列是1960年代设计和开发的第一批IC部件之一，现在提供了数百种不同的部件和规格。数字逻辑电路提供基本的布尔逻辑功能，诸如反相器、与门、与非门、或门、或非门、异或门或XOR(异或门)。数字逻辑电路还提供复杂的功能，诸如触发器、多路复用器、多路解复用器、线路缓冲器和线路驱动器。

随着时间的流逝，设计和开发的标准逻辑IC系列具有越来越复杂的制造工艺、多种逻辑功能、多种不同的电压、电流和时序规格以及多种不同的包封封装件。

这些逻辑IC中的许多逻辑IC最初是由大型设计团队以当时的当前工艺技术在几十年的时间里逐一设计和开发的。在半导体时代的早期，这种设计方法具有商业意义。但是，由于这些逻辑系列已经商品化，因此用这种旧方法生成新的逻辑系列在经济上是不可行的。

此外，逻辑IC的多种特性或规格会减慢逻辑IC向客户的交付速度，或者需要大量的逻辑IC库存。如果没有多个逻辑IC的库存，则必须以较早的订单将特定逻辑IC的新客户订单下达到生产提示中，然后等待新一批逻辑IC的制造，这会减慢向客户的交付速度。可替代地，可以使用经过完全成品和测试的IC来立即满足客户订单，但是需要具有多种不同规格的IC的大量库存，以等待可能永远不会发生的未知订单的产生，这是昂贵的。

库存与客户交付时间的问题因大量逻辑IC系列以及每个系列中可用的大量逻辑功能而变得更加突出。这些系列提供多种不同的电气规格，诸如电源电压、双极性、CMOS和BiCMOS技术，耐过压输入、不同的输入规格、不同的输出驱动规格、带电插入能力以及输入到输出的传播延迟。每个系列还可以提供多种逻辑功能，诸如缓冲器/线路驱动器、触发器、组合逻辑、计数器、移位寄存器、编码器/多路复用器、解码器/多路解复用器、门、收发器、电平转换器、锁相环和总线开关。

希望在保持当前电气规格的同时降低现有和新逻辑器件的成本。

发明内容

电子器件包括具有外表面的封装材料。十四个外部端子暴露在外表面上。集成电路被形成在半导体管芯上。集成电路和半导体管芯被包封在封装材料中，并且十四个外部端子通过键合线或其他导体连接至半导体管芯上的十四个键合焊盘。每个键合焊盘在半导体管芯上具有最小面积。

键合焊盘中的一个是用于电路电源的电源键合焊盘，并且另一个键合焊盘是用于电路接地的接地键合焊盘。

其他十二个键合焊盘用于功能输入和输出信号。在本公开中，对键合焊盘的引用通常是指用于功能输入和输出信号的键合焊盘。

电源键合焊盘和十二个键合焊盘分别覆盖该键合焊盘的静电放电电路。

半导体管芯具有用于每个键合焊盘的一个输入电路。每个输入电路具有耦合至一个键合焊盘的输入引线并且具有输出引线。

核心电路系统提供了几组数字逻辑电路，每组数字逻辑电路在半导体管芯上提供不同的数字逻辑功能。每组数字逻辑电路或功能提供有限数量的相同逻辑功能，诸如四个逻辑门、六个反相器、六个缓冲器和两个触发器。