内置软硬件系统的芯片及其制作方法技术方案

本发明专利技术一种内置软硬件系统的芯片的制作方法包括如下步骤：１）根据片上系统裸片、存储单元裸片、功能单元裸片连接关系设计基板；２）将片上系统裸片、存储单元裸片、功能单元裸片绑定在基板上；３）封装。４）在芯片内置入底层驱动系统程序（即ＢＩＯＳ，全称为：Ｂａｓｉｃ　　Ｉｎｐｕｔ　　Ｏｕｔｐｕｔ　　Ｓｙｓｔｅｍ）和操作系统程序（即ＯＳ，全称为：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　　Ｓｙｓｔｅｍ），使应用开发商只需要进行应用程序的设计和调试，省去了１）熟悉芯片内部结构；２）买芯片开发工具；３）设计原理图；４）设计ＰＣＢ系统；５）买软件开发工具；６）开发底层驱动系统；７）开发操作系统软件；使芯片内即具有应用系统各部软硬件，减少了开发步骤，降低了开发的门槛，提高了应用开发效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路、系统集成的研发、生产领域。
技术介绍
随着市场产品的高集成度发展，电子产品功能的集成度也越来越高，电子产品向片上系统(即SOC，全称为System On Chip)芯片发展；内置的功能模块越来越多，从而对应用开发者提出了更高的要求，应用开发者现有的开发流程如下1)熟悉芯片内部结构；2)买芯片开发工具；3)设计原理图；4)设计PCB系统；5)买软件开发工具；6)开发底层驱动系统(即BIOS，全称为Basic Input Output System)；7)开发操作系统软件(即OS，全称为Operating System)；8)设计及调试应用软件。然而，该种开发流程存在如下缺点1)开发门槛极高，使应用开发者在短期内可能进行应用开发异常困难，而且数年后，又会被新的片上系统芯片淘汰，使片上系统芯片开发商无法大量销售；2)同时各不同开发商均在做重复开发，形成严重的技术开发资源浪费。另外，由于专业的限制，芯片、系统PCB(印刷电路板)设计、底层驱动系统程序、操作系统程序及应用程序的技术由不同的专业公司掌握，从而不能有效的实现各系统之间的集成，进而也更进一步造成了系统的重复开发，降低了开发效率，使开发门槛增高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能实现高度应用系统集成、提高应用开发效率的集成电路芯片及其生产方法。本专利技术的目的是这样实现的该内置软硬件系统的芯片的制作方法包括如下进程1)将片上系统裸片或芯片、存储单元裸片或芯片、功能单元裸片或芯片绑定或焊接在基板上；2)在存储单元裸片或芯片上置入或固化底层驱动系统程序及操作系统程序；3)封装而形成内置软硬件系统的芯片。所述的步骤1)包括1a)根据片上系统裸片的引脚、存储单元裸片的引脚及功能单元裸片的引脚之间的连接关系，在基板上设置引脚连线，使各引脚连线对应上述裸片中的引脚；1b)将片上系统裸片、存储单元裸片及功能单元裸片的各引脚与对应的引脚连线的端点通过绑定焊接连线连接。所述的功能单元裸片选自显示驱动单元裸片、传感器单元裸片、外设及数据接口转换单元裸片、数字信号处理器裸片、移动通信模块单元裸片、无线网络模块单元裸片、全球定位系统单元裸片及识别模块单元裸片。所述的引脚连线的端点与对应的裸片的引脚相邻。所述的绑定方法包括平面绑定和立体绑定方法。平面绑定时，将片上系统裸片、存储单元裸片及功能单元裸片平铺在基板上。立体绑定时，将片上系统裸片、存储单元裸片及功能单元裸片层叠在基板上，且在相邻层的裸片之间设置隔离垫。所述的存储单元裸片或芯片选自闪存裸片、闪存芯片、随机存取存储器裸片和随机存取存储器芯片，闪存裸片或芯片选自与非型闪存裸片、与非型闪存芯片、异或型闪存裸片及异或型闪存芯片。所述的步骤3)中，在闪存裸片或芯片中置入或固化底层驱动系统程序和操作系统程序。一种内置软硬件系统的芯片包括基板及绑定或焊接在基板上的片上系统裸片或芯片、存储单元裸片或芯片及功能单元裸片或芯片，该片上系统裸片或芯片、存储单元裸片或芯片、功能单元裸片或芯片一体封装在基板上，且该存储单元裸片或芯片置入或固化有底层驱动系统程序和操作系统程序。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点片上系统的生产商将片上系统裸片、存储单元裸片、功能单元裸片绑定在基板上，实现了各部分之间的集成，并通过将底层驱动系统程序和操作系统程序写入存储单元裸片，而使片上系统芯片的应用开发商进行应用程序开发时只需要进行应用程序的设计和调试，省去了繁琐的开发步骤，提高了开发效率，降低了开发的门槛、避免了不同应用开发商的重复开发及节省了人力资源。附图说明图1是本专利技术的原理框图。图2是本专利技术的平面绑定方法的原理框图。图3是本专利技术的立体绑定方法的原理框图。图4是本专利技术的裸片绑定在基板上的结构示意图。图5是本专利技术的焊接连线的分布示意图。图6是本专利技术的一种流程框图。具体实施方式请参阅图1至图6，本专利技术一种内置软硬件系统的芯片的制作方法包括如下进程1)根据片上系统裸片(裸片又称Die，其指划片后尚未封装的晶圆)的引脚、存储单元裸片的引脚及功能单元裸片的引脚之间的连接关系，在基板1上设计各引脚连线；2)将片上系统裸片、存储单元裸片及功能单元裸片绑定(绑定又称Bonding)在基板1上；3)在存储单元裸片上写入底层驱动系统(又称BIOS)程序及操作系统(又称OS)程序；4)将上述各裸片一体封装在基板上而形成本专利技术内置软硬件系统的芯片。片上系统裸片包括微处理器及外设接口(如USB、GPIO、IDE、UART、PCMCIA、AUDIO、VIDEO、Ethernet接口)。基板原理如现有的印刷电路板(PCB Print Circuit Board)，其采用光刻工艺制作。存储单元裸片包括闪存(又称Flash)裸片和随机存取存储器(又称RAM)裸片。功能单元裸片为芯片生产商根据开发商的特定功能需求而设计，该功能单元裸片如现有的显示驱动单元裸片、传感器单元裸片、外设及数据接口转换单元、数字信号处理器(DSP)裸片、移动通信模块单元裸片、无线网络模块单元裸片、全球定位系统(GPS)单元裸片、识别模块单元裸片(如头像或指纹识别)等。该集成电路芯片生产时，可以采用平面绑定和立体绑定的方法，该平面绑定和立体绑定也可交叉组合使用。请参阅图2及图4，对于平面绑定的方法，片上系统裸片、随机存取存储器裸片、闪存裸片、功能单元裸片平铺在基板1上。该平面绑定方法的工作原理如下根据片上系统裸片、随机存取存储器裸片、闪存裸片、功能单元裸片各引脚(又称PAD)之间的连接关系提出逻辑关系对应文件(又称netlist)，根据该对应关系在基板1内设置引脚连线2，即各引脚连线2均对应上述裸片中的引脚4，通过焊接连线3将各裸片的引脚4的端点与对应引脚连线2的端点连接起来，从而将各裸片绑定在基板1上，最后将裸片封装而形成一片内置软硬件系统的芯片。基板1内的引脚连线2用以连接片上系统裸片、闪存裸片及功能单元裸片的对应引脚。图3中仅显示众多引脚连线中的一条，该引脚连线2具有两个端点A、B，且各个端点A、B分别邻近对应的片上系统裸片的引脚的端点A1和闪存裸片的引脚的端点B1，并通过焊接连线3将各引脚连线2的端点A、B和对应的裸片引脚的端点A1、B1连接起来。由于引脚连线2的端点A、B与对应裸片的引脚的端点A1、B1相邻，所以焊接连线3以及基板内引脚连线2的长度非常短，同时封装固定后不可移动，从而减少了信号的传输时间、提高了集成电路芯片的可靠性、减低了功耗及降低了成本。该焊接连线3一般为黄金或白金材料制作。该基板1一般为双面板，也可以为多层板，通过多层板的设置，可走线的层数越多，容线数量越大。请参阅图5，如果裸片的引脚之间的间距较小，焊接连线3可呈放射状分布。请参阅图3，为了实现更高容量的系统封装，也可以采用立体绑定的方法。在该种绑定方法下，片上系统裸片、随机存取存储器裸片、闪存裸片、功能单元裸片是层叠设置在基板1上。该立体绑定的方法包括如下进程1)将片上系统裸片、随机存取存储器裸片、闪存裸片、功能单元裸片层叠在基板上，在相邻层的裸片之间设置隔离垫；2)将各裸片的引脚与基板1内对应引脚连线2的端点之间通过焊接连线3连接起来；3)检查焊接处，并挑出不合格品进行修复；4)注入硅胶或其他填充体；5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内置软硬件系统的芯片的制作方法，其特征在于：包括如下进程：１）将片上系统裸片或芯片、存储单元裸片或芯片、功能单元裸片或芯片绑定或焊接在基板上；２）在存储单元裸片或芯片上置入或固化底层驱动系统程序及操作系统程序；３）封装而形成内置软硬件系统的芯片。

【技术特征摘要】
1.一种内置软硬件系统的芯片的制作方法，其特征在于包括如下进程1)将片上系统裸片或芯片、存储单元裸片或芯片、功能单元裸片或芯片绑定或焊接在基板上；2)在存储单元裸片或芯片上置入或固化底层驱动系统程序及操作系统程序；3)封装而形成内置软硬件系统的芯片。2.如权利要求1所述的一种内置软硬件系统的芯片的制作方法，其特征在于所述的步骤1)包括1a)根据片上系统裸片的引脚、存储单元裸片的引脚及功能单元裸片的引脚之间的连接关系，在基板上设置引脚连线，使各引脚连线对应上述裸片中的引脚；1b)将片上系统裸片、存储单元裸片及功能单元裸片的各引脚与对应的引脚连线的端点通过绑定焊接连线连接。3.如权利要求2所述的一种内置软硬件系统的芯片的制作方法，其特征在于所述的功能单元裸片选自显示驱动单元裸片、传感器单元裸片、外设及数据接口转换单元裸片、数字信号处理器裸片、移动通信模块单元裸片、无线网络模块单元裸片、全球定位系统单元裸片及识别模块单元裸片。4.如权利要求2所述的一种内置软硬件系统的芯片的制作方法，其特征在于所述的引脚连线的端点与对应的裸片的引脚相邻。5.如权利要求2所述的一种内置软硬件系统的芯片的制作方法，其特征在于所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董涛，尤肖虎，夏月光，曹兵，丁睿，董雪，薛萍，
申请(专利权)人：薛萍，董涛，周学宁，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]