[发明专利]一种基于硅转接基板的PROM与FPGA集成结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于硅转接基板的PROM与FPGA集成结构及其制备方法，TSV硅转接基板上依次堆叠有FPGA管芯、转接板和PROM管芯，TSV硅转接基板、FPGA管芯、转接板和PROM管芯之间采用引线键合。在TSV硅转接基板上依次堆叠粘接FPGA管芯、转接板和PROM管芯；再采用金丝球焊工艺，将FPGA芯片Pad与TSV硅转接基板上Pad、PROM芯片Pad与转接板上Pad和转接板上Pad与TSV硅转接基板上Pad依次进行引线缝合，完成集成结构的制备。在硅片上高效的集成了FPGA管芯和PROM管芯，具有体积小、功耗低、性能优的优点。

技术领域

本发明属于半导体封装领域，涉及一种基于硅转接基板的PROM与FPGA集成结构及其制备方法。

背景技术

FPGA(现场可编程逻辑门阵列)具有布线资源丰富。可重复编程和集成度高，成本低的特点，在数字电路设计领域得到了广泛的应用。通常，FPGA必须指配PROM(可编程只读存储器)，方便通过JTAG接口从FPGA搬移程序。现有PROM和FPGA器件布局主要基于PCB基板，且采用平铺布局及成片器件，这种传统方式体积大、集成度低，不利于有小型化需求的应用场合；另外，由于PCB布线密度低，PROM和FPGA之间的传输速度受限，进面影响运算性能，不利于进行高性能计算。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于硅转接基板的PROM与FPGA集成结构及其制备方法，在硅片上高效的集成了FPGA管芯和PROM管芯，具有体积小、功耗低、性能优的优点。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于硅转接基板的PROM与FPGA集成结构，包括TSV硅转接基板；

TSV硅转接基板上依次堆叠有FPGA管芯、转接板和PROM管芯，TSV硅转接基板、FPGA管芯、转接板和PROM管芯之间采用引线键合。

优选的，布线线宽≤10μm，线间距≥10μm；Pad尺寸≥50*50μm；同一芯片对应相邻两Pad之间的间距≥20μm；不同芯片对应的Pad中，邻近两Pad之间的间距≥60μm；TSV硅转接基板上设置有多个硅通孔，硅通孔直径≤30μm。

优选的，TSV硅转接基板、FPGA管芯、转接板和PROM管芯的外部灌封有环氧胶。

优选的，TSV硅转接基板底部设置有多个锡球，形成BGA球栅阵列。

进一步，锡球的球径为400μm，相邻锡球的间距为900μm，最外围的锡球球心离TSV硅转接基板侧面间距≥500μm。

优选的，TSV硅转接基板、FPGA管芯、转接板和PROM管芯之间采用金丝键合。

优选的，转接板的材质为硅，厚度为200μm。

一种基于上述任意一项所述集成结构的制备方法，在TSV硅转接基板上依次堆叠粘接FPGA管芯、转接板和PROM管芯；再采用金丝球焊工艺，将FPGA芯片Pad与TSV硅转接基板上Pad、PROM芯片Pad与转接板上Pad和转接板上Pad与TSV硅转接基板上Pad依次进行引线缝合，完成集成结构的制备。

优选的，集成结构制备完成后，采用环氧胶对集成结构进行填充。

优选的，集成结构制备完成后，在TSV硅转接基板底部制作锡球，形成BGA球栅阵列。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明采用TSV硅转接基板，TSV硅转接基板由硅基上采用二次布线技术进行高密度布线形成，从而使得TSV硅转接基板上能够进行二次布线，能够将FPGA管芯和PROM管芯裸芯片叠层，实现FPGA管芯和PROM管芯的互联和三维集成，这种实现方式使得PROM存储器能够尽可能靠近FPGA管芯，从而缩短了走线长度，具有体积小、功耗低、性能优的优点。