JP2008257302A - Apparatus for automatically simplifying layout - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体チップがボンディングワイヤによって配線基板に実装された半導体装置の特性を検証するレイアウト自動簡略化装置に関し、特に、半導体装置の電気的な特性を解析する電気シミュレーションとそれ以外のシミュレーションとでパッケージレイアウトの簡略化の処理を異ならせ、それぞれの簡略化の処理を行なったうえでシミュレーションを実行するレイアウト自動簡略化装置に関する。 The present invention relates to an automatic layout simplification device for verifying the characteristics of a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a wiring board with bonding wires, and more particularly to an electrical simulation for analyzing the electrical characteristics of a semiconductor device and other simulations. The present invention relates to an automatic layout simplification device for performing simulation after differentiating package layout simplification processing and performing each simplification processing.
従来の半導体装置の製造システムにおいては、実装工程の手前に半導体基板の評価を事前に行なう評価工程を設けるとともに、この評価工程で得られた事前評価データおよび当該半導体基板に係る設計データを入力するとともに、実装工程における現在の実装条件に基づき、実装時の半導体基板に生じる内部応力などのダメージをシミュレーションにて解析する解析工程を設け、且つこの解析工程で得られた内部ダメージが発生するのを抑制し得るように実装工程での実装条件を変更するようにしたものである(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional semiconductor device manufacturing system, an evaluation process for evaluating a semiconductor substrate in advance is provided before the mounting process, and prior evaluation data obtained in the evaluation process and design data relating to the semiconductor substrate are input. In addition, based on the current mounting conditions in the mounting process, an analysis process for analyzing damage such as internal stress generated in the semiconductor substrate during mounting by simulation is provided, and internal damage obtained in this analysis process is generated. The mounting conditions in the mounting process are changed so as to be suppressed (see, for example, Patent Document 1).
この従来の半導体装置の製造システムは、シミュレーションを行なうにあたり、設計データをそのまま適用すると、情報量が多く、シミュレータによる処理に多大な時間を要するため、設計情報を簡略化するのが一般的である。 In this conventional semiconductor device manufacturing system, if design data is applied as it is when performing simulation, the amount of information is large, and it takes a lot of time for processing by a simulator. Therefore, design information is generally simplified. .
特に、3次元形状で表された半導体装置を対象としてシミュレーションを実行する場合には、設計情報である3次元形状をシミュレータが実行できるような図形に簡略化して、シミュレータに対して新たなデータとして入力したうえで、シミュレータを実行する必要がある。また、この簡略化は、シミュレーションを実施する者のノウハウや勘に頼るものであり、手計算により決定するものである。
以上のように、3次元形状で表された半導体装置を対象としてシミュレーションを実行するためには、設計情報とシミュレーション用のデータとを別管理する必要があると共に、再入力の手間がかかるという問題点があった。また、シミュレーションが上手く動作するまでの簡略化は、試行錯誤による入力が必要であると共に、同一の半導体装置に対して、シミュレーション実施者が異なれば、必ずしも同様な特性データが得られるとは限らないという問題点があった。 As described above, in order to execute a simulation for a semiconductor device represented by a three-dimensional shape, it is necessary to separately manage design information and simulation data, and it takes time to re-input. There was a point. In addition, simplification until the simulation operates successfully requires input by trial and error, and the same characteristic data is not always obtained if the person performing the simulation is different for the same semiconductor device. There was a problem.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、作業者のノウハウや勘に頼ることなく、新たなシミュレーション用のデータを自動的に作成することができ、シミュレーションの効率を向上することができるレイアウト自動簡略化装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can automatically create new simulation data without relying on the know-how and intuition of the operator, thereby improving the efficiency of the simulation. An automatic layout simplification device that can be improved is provided.
この発明に係るレイアウト自動簡略化装置においては、前記半導体装置における各構成要素のレイアウト情報を格納したレイアウト情報記憶手段と、前記レイアウト情報記憶手段に格納したレイアウト情報から、端子間の接続情報であるネットによる図形を取得するネット図形取得手段と、前記レイアウト情報記憶手段に格納したレイアウト情報から、端子間の接続情報であるネットによる図形のうち前記配線基板の各層に対応する図形を層毎にそれぞれ取得するレイヤ図形取得手段と、前記図形を簡略化するための変換図形情報を格納した変換図形情報記憶手段と、前記変換図形情報記憶手段に格納した変換図形情報に基づき、曲面又は曲線を有する前記図形を平面又は直線を有する図形に簡略化する自動簡略化処理手段と、前記半導体チップ内部の接続情報、遅延値、動作条件、電気的特性若しくは消費電力、又は封止材の粘性の解析用情報を格納した解析用情報記憶手段と、前記自動簡略化処理手段からの図形情報、解析用情報記憶手段からの解析用情報、及び前記レイアウト情報記憶手段からのレイアウト情報に基づき、シミュレーションを実行する解析手段と、を備えているものである。 In the automatic layout simplification device according to the present invention, the connection information between the terminals is obtained from the layout information storage means storing the layout information of each component in the semiconductor device and the layout information stored in the layout information storage means. A figure corresponding to each layer of the wiring board among the figures based on the net, which is connection information between terminals, is obtained for each layer from the net figure obtaining means for obtaining the figure by the net and the layout information stored in the layout information storage means. The layer graphic acquisition means for acquiring, the conversion graphic information storage means for storing the conversion graphic information for simplifying the graphic, and the curved graphic or the curved line based on the conversion graphic information stored in the conversion graphic information storage means Automatic simplification processing means for simplifying a figure into a figure having a plane or a straight line; Connection information, delay value, operating conditions, electrical characteristics or power consumption, or analysis information storage means for storing information on the viscosity of the sealing material, and graphic information from the automatic simplification processing means, Analysis means for executing a simulation based on the analysis information from the analysis information storage means and the layout information from the layout information storage means.
また、この発明に係るレイアウト自動簡略化装置においては、必要に応じて、入力情報に基づき、検証するシミュレーションの種別を選択するシミュレーション種別選択手段と、前記シミュレーション種別選択手段の選択情報に基づき、端子間の接続情報であるネットによる図形を前記レイアウト情報から取得するネット図形取得手段と、を備え、前記自動簡略化処理手段が、前記取得した図形のうちビアに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき直方体に変換するビア変換手段、前記取得した図形のうちボールに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき立方体に変換するボール変換手段、前記取得した図形のうちボンディングワイヤに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき当該ボンディングワイヤの湾曲部を屈曲部として複数の直方体を連結し一体とした形状である複合体に変換する第1のワイヤ変換手段、及び前記取得した図形のうち配線パターンのコーナーに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき屈曲形状に変換する配線コーナー変換手段である。 In the automatic layout simplification device according to the present invention, if necessary, a simulation type selection unit that selects a type of simulation to be verified based on input information, and a terminal based on selection information of the simulation type selection unit Net figure acquisition means for acquiring a figure by a net as connection information between the layout information, and the automatic simplification processing means extracts a portion corresponding to a via from the acquired figure and converts the figure Via conversion means for converting to a cuboid based on information, ball conversion means for extracting a portion corresponding to the ball from the acquired figure and converting it to a cube based on the conversion figure information, corresponding to a bonding wire among the acquired figures Extract the part and bend the bending part of the bonding wire based on the converted graphic information. A first wire converting means for connecting a plurality of rectangular parallelepipeds as a unit to convert them into a composite that is an integrated shape, and extracting a portion corresponding to a corner of a wiring pattern from the acquired figure and based on the converted figure information This is wiring corner conversion means for converting into a bent shape.
また、この発明に係るレイアウト自動簡略化装置においては、必要に応じて、入力情報に基づき、検証するシミュレーションの種別を選択するシミュレーション種別選択手段と、前記シミュレーション種別選択手段の選択情報に基づき、端子間の接続情報であるネットによる図形のうち前記配線基板の各層に対応する図形を前記レイアウト情報から層毎にそれぞれ取得するレイヤ図形取得手段と、を備え、前記自動簡略化処理手段が、前記取得した図形のうちビアに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき直方体に変換するビア変換手段、前記取得した図形のうちボールに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき立方体に変換するボール変換手段、前記取得した図形のうち配線パターンに対応する部分を前記配線基板の各層におけるグリッド毎に抽出し前記変換図形情報に基づき各グリッド内の配線パターンを各グリッド内の配線パターンの総面積と同一面積となる正方形に変換する配線パターン変換手段、及び前記取得した図形のうち前記半導体チップの上面における同一辺側から発生する複数の前記ボンディングワイヤを抽出し前記変換図形情報に基づき当該ボンディングワイヤの湾曲部毎に複数の直線部を1つの矩形状体として変換する第2のワイヤ変換手段である。 In the automatic layout simplification device according to the present invention, if necessary, a simulation type selection unit that selects a type of simulation to be verified based on input information, and a terminal based on selection information of the simulation type selection unit Layer graphic acquisition means for acquiring, for each layer from the layout information, a figure corresponding to each layer of the wiring board among figures by the net as connection information between the automatic simplification processing means, Via conversion means for extracting a portion corresponding to a via from the converted graphic and converting it into a rectangular solid based on the converted graphic information, extracting a portion corresponding to the ball from the acquired graphic and converting it to a cube based on the converted graphic information Ball conversion means, each layer of the wiring board corresponding to the wiring pattern of the acquired figure Wiring pattern conversion means for extracting each grid in the grid and converting the wiring pattern in each grid into a square having the same area as the total area of the wiring patterns in each grid based on the converted graphic information, and among the acquired figures A second wire that extracts a plurality of the bonding wires generated from the same side on the upper surface of the semiconductor chip and converts the plurality of straight portions into one rectangular body for each curved portion of the bonding wire based on the converted graphic information. It is a conversion means.
また、この発明に係るレイアウト自動簡略化装置においては、必要に応じて、前記ビアに対応する部分の変換図形が、変換前のビアの底面に外接若しくは内接する正方形を底面として変換前のビアの高さと変換後のビアの高さとが一致する直方体、又は変換前のビアの底面の中心と変換後のビアの底面の中心とが一致し、変換前のビアの高さと変換後のビアの高さとが一致し、変換前のビアの体積と変換後のビアの体積とが一致する直方体である。 In the automatic layout simplification device according to the present invention, if necessary, the conversion figure of the portion corresponding to the via is a square of the via that is circumscribed or inscribed on the bottom surface of the via before conversion. A rectangular parallelepiped where the height matches the height of the via after conversion, or the center of the bottom of the via before conversion and the center of the bottom of the via after conversion match, and the height of the via before conversion and the height of the via after conversion And the volume of the via before conversion and the volume of the via after conversion match.
また、この発明に係るレイアウト自動簡略化装置においては、必要に応じて、前記ボールに対応する部分の変換図形が、変換前のボールに外接若しくは内接する立方体、又は変換前のボールの中心と変換後のボールの中心とが一致し、変換前のボールの体積と変換後のボールの体積とが一致する立方体である。 In the automatic layout simplification device according to the present invention, the conversion figure corresponding to the ball is converted to a cube circumscribing or inscribed in the ball before conversion, or the center of the ball before conversion, as necessary. It is a cube in which the center of the subsequent ball coincides and the volume of the ball before conversion coincides with the volume of the ball after conversion.
この発明に係るレイアウト自動簡略化装置においては、前記半導体装置における各構成要素のレイアウト情報を格納したレイアウト情報記憶手段と、前記レイアウト情報記憶手段に格納したレイアウト情報から、端子間の接続情報であるネットによる図形を取得するネット図形取得手段と、前記レイアウト情報記憶手段に格納したレイアウト情報から、端子間の接続情報であるネットによる図形のうち前記配線基板の各層に対応する図形を層毎にそれぞれ取得するレイヤ図形取得手段と、前記図形を簡略化するための変換図形情報を格納した変換図形情報記憶手段と、前記変換図形情報記憶手段に格納した変換図形情報に基づき、曲面又は曲線を有する前記図形を平面又は直線を有する図形に簡略化する自動簡略化処理手段と、前記半導体チップ内部の接続情報、遅延値、動作条件、電気的特性若しくは消費電力、又は封止材の粘性の解析用情報を格納した解析用情報記憶手段と、前記自動簡略化処理手段からの図形情報、解析用情報記憶手段からの解析用情報、及び前記レイアウト情報記憶手段からのレイアウト情報に基づき、シミュレーションを実行する解析手段と、を備えていることにより、設計情報とは別に新たなシミュレーション用のデータを作業者が手作業で作成する必要がなく、自動的に作成することができ、シミュレーションの効率を向上することができる。特に、図形の一部である曲面(曲線)を平面(直線)に変換することができ、立体物をデータ化するために表面を分解して描く時に用いる多角形(ポリゴン)の個数を大幅に削減することでき、シミュレーションに対する処理を高速化することができる。 In the automatic layout simplification device according to the present invention, the connection information between the terminals is obtained from the layout information storage means storing the layout information of each component in the semiconductor device and the layout information stored in the layout information storage means. A figure corresponding to each layer of the wiring board among the figures based on the net, which is connection information between terminals, is obtained for each layer from the net figure obtaining means for obtaining the figure by the net and the layout information stored in the layout information storage means. The layer graphic acquisition means for acquiring, the conversion graphic information storage means for storing the conversion graphic information for simplifying the graphic, and the curved graphic or the curved line based on the conversion graphic information stored in the conversion graphic information storage means Automatic simplification processing means for simplifying a figure into a figure having a plane or a straight line; Connection information, delay value, operating conditions, electrical characteristics or power consumption, or analysis information storage means for storing information on the viscosity of the sealing material, and graphic information from the automatic simplification processing means, Analyzing information from the analyzing information storing means and analyzing means for executing a simulation based on the layout information from the layout information storing means, thereby providing new simulation data separately from the design information. It is not necessary for the operator to manually create the data, and the data can be automatically created, so that the efficiency of the simulation can be improved. In particular, a curved surface (curve) that is a part of a figure can be converted into a plane (straight line), and the number of polygons (polygons) used when disassembling and drawing the surface to convert a solid object into data is greatly increased. It is possible to reduce the processing speed and speed up the processing for the simulation.
また、この発明に係るレイアウト自動簡略化装置においては、必要に応じて、入力情報に基づき、検証するシミュレーションの種別を選択するシミュレーション種別選択手段と、前記シミュレーション種別選択手段の選択情報に基づき、端子間の接続情報であるネットによる図形を前記レイアウト情報から取得するネット図形取得手段と、を備え、前記自動簡略化処理手段が、前記取得した図形のうちビアに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき直方体に変換するビア変換手段、前記取得した図形のうちボールに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき立方体に変換するボール変換手段、前記取得した図形のうちボンディングワイヤに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき当該ボンディングワイヤの湾曲部を屈曲部として複数の直方体を連結し一体とした形状である複合体に変換する第1のワイヤ変換手段、及び前記取得した図形のうち配線パターンのコーナーに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき屈曲形状に変換する配線コーナー変換手段であることにより、設計情報とは別に新たなシミュレーション用のデータを作業者が手作業で作成する必要がなく、自動的に作成することができ、シミュレーションの効率を向上することができる。また、電気シミュレーションとそれ以外のシミュレーションとを判別し、電気シミュレーションに影響がない程度(部分)に、ネット図形を簡略化することができる。特に、ネット図形の一部である曲面(曲線)を平面(直線)に変換することができ、立体物をデータ化するために表面を分解して描く時に用いる多角形(ポリゴン)の個数を大幅に削減することでき、電気シミュレーションに対する処理を高速化することができる。 In the automatic layout simplification device according to the present invention, if necessary, a simulation type selection unit that selects a type of simulation to be verified based on input information, and a terminal based on selection information of the simulation type selection unit Net figure acquisition means for acquiring a figure by a net as connection information between the layout information, and the automatic simplification processing means extracts a portion corresponding to a via from the acquired figure and converts the figure Via conversion means for converting to a cuboid based on information, ball conversion means for extracting a portion corresponding to the ball from the acquired figure and converting it to a cube based on the conversion figure information, corresponding to a bonding wire among the acquired figures Extract the part and bend the bending part of the bonding wire based on the converted graphic information. A first wire converting means for connecting a plurality of rectangular parallelepipeds as a unit to convert them into a composite that is an integrated shape, and extracting a portion corresponding to a corner of a wiring pattern from the acquired figure and based on the converted figure information Because it is a wiring corner conversion means that converts to a bent shape, it is not necessary for the operator to manually create new simulation data separately from the design information, and the simulation efficiency can be created automatically. Can be improved. Further, it is possible to discriminate between electric simulation and other simulations, and to simplify the net figure to the extent (part) that does not affect the electric simulation. In particular, a curved surface (curve) that is part of a net figure can be converted to a flat surface (straight line), and the number of polygons (polygons) used when disassembling the surface to draw solid objects is greatly increased. And the processing for the electric simulation can be speeded up.
また、この発明に係るレイアウト自動簡略化装置においては、必要に応じて、入力情報に基づき、検証するシミュレーションの種別を選択するシミュレーション種別選択手段と、前記シミュレーション種別選択手段の選択情報に基づき、端子間の接続情報であるネットによる図形のうち前記配線基板の各層に対応する図形を前記レイアウト情報から層毎にそれぞれ取得するレイヤ図形取得手段と、を備え、前記自動簡略化処理手段が、前記取得した図形のうちビアに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき直方体に変換するビア変換手段、前記取得した図形のうちボールに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき立方体に変換するボール変換手段、前記取得した図形のうち配線パターンに対応する部分を前記配線基板の各層におけるグリッド毎に抽出し前記変換図形情報に基づき各グリッド内の配線パターンを各グリッド内の配線パターンの総面積と同一面積となる正方形に変換する配線パターン変換手段、及び前記取得した図形のうち前記半導体チップの上面における同一辺側から発生する複数の前記ボンディングワイヤを抽出し前記変換図形情報に基づき当該ボンディングワイヤの湾曲部毎に複数の直線部を1つの矩形状体として変換する第2のワイヤ変換手段であることにより、設計情報とは別に新たなシミュレーション用のデータを作業者が手作業で作成する必要がなく、自動的に作成することができ、シミュレーションの効率を向上することができる。また、電気シミュレーションとそれ以外のシミュレーションとを判別し、電気シミュレーション以外のシミュレーションに影響がない程度(部分)に、レイヤ図形及びボンディングワイヤを簡略化することができる。特に、レイヤ図形の一部である曲面(曲線)を平面(直線)に変換することができ、立体物をデータ化するために表面を分解して描く時に用いる多角形(ポリゴン)の個数を大幅に削減することでき、電気シミュレーション以外のシミュレーションに対する処理を高速化することができる。 In the automatic layout simplification device according to the present invention, if necessary, a simulation type selection unit that selects a type of simulation to be verified based on input information, and a terminal based on selection information of the simulation type selection unit Layer graphic acquisition means for acquiring, for each layer from the layout information, a figure corresponding to each layer of the wiring board among figures by the net as connection information between the automatic simplification processing means, Via conversion means for extracting a portion corresponding to a via from the converted graphic and converting it into a rectangular solid based on the converted graphic information, extracting a portion corresponding to the ball from the acquired graphic and converting it to a cube based on the converted graphic information Ball conversion means, each layer of the wiring board corresponding to the wiring pattern of the acquired figure Wiring pattern conversion means for extracting each grid in the grid and converting the wiring pattern in each grid into a square having the same area as the total area of the wiring patterns in each grid based on the converted graphic information, and among the acquired figures A second wire that extracts a plurality of the bonding wires generated from the same side on the upper surface of the semiconductor chip and converts the plurality of straight portions into one rectangular body for each curved portion of the bonding wire based on the converted graphic information. By using the conversion means, it is not necessary for the operator to manually create new simulation data separately from the design information, and the data can be automatically created, and the efficiency of the simulation can be improved. Further, it is possible to discriminate between the electric simulation and the other simulation, and to simplify the layer graphic and the bonding wire to the extent (part) that does not affect the simulation other than the electric simulation. In particular, the curved surface (curve) that is part of the layer figure can be converted to a flat surface (straight line), and the number of polygons (polygons) used when disassembling and drawing the surface to convert a solid object into data is greatly increased. The processing for simulations other than electrical simulation can be speeded up.
また、この発明に係るレイアウト自動簡略化装置においては、必要に応じて、前記ビアに対応する部分の変換図形が、変換前のビアの底面に外接若しくは内接する正方形を底面として変換前のビアの高さと変換後のビアの高さとが一致する直方体、又は変換前のビアの底面の中心と変換後のビアの底面の中心とが一致し、変換前のビアの高さと変換後のビアの高さとが一致し、変換前のビアの体積と変換後のビアの体積とが一致する直方体であることにより、簡略化するビアの変換図形を特定している。 In the automatic layout simplification device according to the present invention, if necessary, the conversion figure of the portion corresponding to the via is a square of the via that is circumscribed or inscribed on the bottom surface of the via before conversion. A rectangular parallelepiped where the height matches the height of the via after conversion, or the center of the bottom of the via before conversion and the center of the bottom of the via after conversion match, and the height of the via before conversion and the height of the via after conversion , And the via conversion volume to be simplified is specified by the rectangular parallelepiped in which the volume of the via before conversion and the volume of the via after conversion match.
また、この発明に係るレイアウト自動簡略化装置においては、必要に応じて、前記ボールに対応する部分の変換図形が、変換前のボールに外接若しくは内接する立方体、又は変換前のボールの中心と変換後のボールの中心とが一致し、変換前のボールの体積と変換後のボールの体積とが一致する立方体であることにより、簡略化するボールの変換図形を特定している。 In the automatic layout simplification device according to the present invention, the conversion figure corresponding to the ball is converted to a cube circumscribing or inscribed in the ball before conversion, or the center of the ball before conversion, as necessary. A ball conversion figure to be simplified is specified by a cube in which the center of the subsequent ball coincides and the volume of the ball before conversion coincides with the volume of the ball after conversion.
(本発明の第1の実施形態)
図1はこの発明を実施するための第1の実施形態におけるレイアウト自動簡略化装置の構成を示す図、図2は図1に示す変換図形情報記憶手段に格納された各シミュレーションに共通する変換図形情報の一例を説明するための説明図であり、(a)はビアの変換図形を示す説明図、(b)はボールの変換図形を示す説明図、図3は図1に示す変換図形情報記憶手段に格納された電気シミュレーションにおける変換図形情報の一例を説明するための説明図であり、(a)は配線パターンのコーナーの変換図形を示す説明図、(b)はボンディングワイヤの変換図形を示す説明図、図4は図1に示す変換図形情報記憶手段に格納された電気シミュレーション以外のシミュレーションにおける配線パターンの変換図形の一例を説明するための説明図、図5は図1に示す変換図形情報記憶手段に格納された電気シミュレーション以外のシミュレーションにおけるボンディングワイヤの変換図形の一例を説明するための説明図、図6は図1に示す第2のワイヤ変換手段に用いる簡略化アルゴリズムを示すフローチャート、図7は図6に示す第2のワイヤ変換手段に用いる簡略化アルゴリズムの続きを示すフローチャートである。
(First embodiment of the present invention)
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an automatic layout simplification apparatus according to the first embodiment for carrying out the present invention. FIG. 2 is a conversion graphic common to each simulation stored in the conversion graphic information storage means shown in FIG. It is explanatory drawing for demonstrating an example of information, (a) is explanatory drawing which shows the conversion figure of via | veer, (b) is explanatory drawing which shows the conversion figure of a ball | bowl, FIG. 3 is the conversion figure information memory | storage shown in FIG. It is explanatory drawing for demonstrating an example of the conversion figure information in the electrical simulation stored in the means, (a) is explanatory drawing which shows the conversion figure of the corner of a wiring pattern, (b) shows the conversion figure of a bonding wire FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining an example of a wiring pattern conversion graphic in a simulation other than the electrical simulation stored in the conversion graphic information storage means shown in FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining an example of a bonding wire conversion figure in a simulation other than the electrical simulation stored in the conversion figure information storage means shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a second wire conversion means shown in FIG. FIG. 7 is a flowchart showing the continuation of the simplification algorithm used for the second wire conversion means shown in FIG.
レイアウト情報記憶手段1は、シミュレーションを実施する対象である半導体装置100における各構成要素のレイアウト情報を格納している。具体的には、既に配線設計がなされている、配線基板101の形状情報及び層数情報、配線禁止領域情報、配線基板101の上面101aに配設された各半導体チップ102の配置情報及び形状情報、各半導体チップ102上の端子102a及びボンド・フィンガー103a(半導体チップ102からのボンディングワイヤ103の接続先)の配置情報及び端子属性情報、ボンディングワイヤ103の配置情報、形状情報及び形状パラメータ、配線基板101の下面に配設された外部端子であるボール104の配置情報、形状情報及び端子属性情報、配線基板101に配設されたビア105の配置情報及び形状情報、並びに、配線基板101の各配線基板層上に配設された配線パターン106の配線情報などを記憶したものである。
The layout
ここで、配線基板101の形状情報とは、配線基板101がどのような形状を有しているかを示す情報である。例えば、長方形の基板であれば、縦及び横の寸法のことである。また、配線基板101の層数情報とは、配線基板101が何層で形成されているかを示す情報である。また、配線禁止領域情報とは、各配線基板層上で配線パターン106を配置できない禁止領域に関する情報である。
Here, the shape information of the
また、半導体チップ102の配置情報とは、各半導体チップ102の配置座標に関する情報である。具体的には、半導体チップ102の位置を代表する点(例えば、半導体チップ102の下部の頂点のうちの一つ。)の座標情報などである。また、半導体チップ102の形状情報とは、各半導体チップ102の形状に関する情報である。具体的には、直方体の半導体チップ102の場合に、縦、横及び高さの情報である。さらに、半導体チップ102のボンド・フィンガー103aの配置情報とは、半導体チップ102の代表する点に対しての相対座標を示す。
Further, the arrangement information of the
また、半導体チップ102の端子102a(及び配線基板101のボール104)の端子属性情報とは、半導体チップ102(及び配線基板101)に設けられている端子102a(及びボール104)と、それぞれの入出力がどの端子102a(及びボール104)で行われているかを示す情報である。
Further, the terminal attribute information of the terminal 102a (and the
また、配線基板101の形状情報及び層数情報、配線基板101の上面101aに配設された各半導体チップ102の配置情報及び形状情報、各半導体チップ102の端子102a及びボンド・フィンガー103aの配置情報及び端子属性情報、ボンディングワイヤ103の配置情報、形状情報及び形状パラメータ、ビア105の配置情報及び形状情報、配線基板101の下面に配設されたボール104の配置情報、形状情報及び端子属性情報、配線基板101の各配線基板層上に配設された配線パターン106の配線情報、並びに、配線禁止領域情報などは、配置設計CAD装置20によって生成される。
Also, shape information and layer number information of the
シミュレーション種別選択手段2は、マウスやキーボードなどの入力装置30によって入力する入力情報に基づき、シミュレーション対象である半導体装置100に対して検証するシミュレーションの種別を選択する。なお、シミュレーションの種類としては、パッケージの電気特性や入力信号の遅延時間などの電気的な特性を解析する電気シミュレーション、チップジャンクション温度の抽出やパッケージの熱特性や配線基板の熱分布など熱的な特性を解析する熱シミュレーション、配線基板101に対する応力値、反り量、変形形状及び応力箇所などの機械的な特性を解析する応力シミュレーション、半導体チップ102や半田付け部品を配線基板101上で封止する際に封止材の振る舞いなどの流体を解析する流体シミュレーションなどがある。
The simulation type selection means 2 selects the type of simulation to be verified with respect to the
この第1の実施形態においては、電気シミュレーションとそれ以外のシミュレーションとに分類し、電気シミュレーションを選択した場合にはネット図形取得手段3aに選択情報を出力する。また、電気シミュレーション以外のシミュレーションを選択した場合にはレイヤ図形取得手段3bに選択情報を出力する。このように、電気シミュレーションとそれ以外のシミュレーションとに分類するのは、電気シミュレーションは、端子間の結線情報を保持したうえで、シミュレーションを実施する必要があり、他のシミュレーションと比較して、配線パターン106及びボンディングワイヤ103に対する後述する大幅な簡略化ができないためである。
In the first embodiment, the simulation is classified into an electrical simulation and other simulations, and when the electrical simulation is selected, selection information is output to the net graphic acquisition means 3a. When a simulation other than the electrical simulation is selected, selection information is output to the layer graphic acquisition means 3b. In this way, electrical simulation and other simulations are classified as follows: electrical simulation requires that the simulation be carried out after maintaining the connection information between terminals. This is because the
ネット図形取得手段3aは、シミュレーション種別選択手段2の選択情報(電気シミュレーションを実施する場合)に基づき、半導体チップ102の端子102a、図示しない電子部品の端子又は外部端子であるボール104間を結線した接続情報(以下、ネットと称す)の実態としてのネットによる図形(以下、ネット図形と称す)を、レイアウト情報記憶手段1に格納されたレイアウト情報から取得する。また、ネット図形情報は、後述する自動簡略化処理手段5のうち、ビア変換手段5a、ボール変換手段5b、配線コーナー変換手段5c及び第1のワイヤ変換手段5dにそれぞれ出力する。
The net
レイヤ図形取得手段3bは、シミュレーション種別選択手段2の選択情報(電気シミュレーション以外のシミュレーションを実施する場合)に基づき、ネットによる図形のうち配線基板101の各層に対応する図形(以下、レイヤ図形)をレイアウト情報から層毎にそれぞれ取得する。また、また、レイヤ図形情報は、後述する自動簡略化処理手段5のうち、ビア変換手段5a、ボール変換手段5b、配線パターン変換手段5e及び第2のワイヤ変換手段5fにそれぞれ出力する。
Based on the selection information of the simulation type selection means 2 (when a simulation other than an electrical simulation is performed), the layer graphic acquisition means 3b selects a graphic (hereinafter referred to as a layer graphic) corresponding to each layer of the
変換図形情報記憶手段4は、ネット図形又はレイヤ図形を簡略化するための変換図形情報が記憶されている。この変換図形情報としては、配線基板101に配設された略円柱形のビア105を、直方体のビア115に変換するものであり、例えば、図2(a)に示すように、変換前のビア105の底面に外接する正方形を底面として、変換前のビア105の高さと変換後のビア115の高さとが一致する直方体のビア115に変換する。なお、この第1の実施形態においては、変換後のビア115を、変換前のビア105の底面に外接する正方形として、変換前のビア105の高さと変換後のビア115の高さとが一致する直方体のビア115に変換しているが、変換前のビア105の底面に内接する正方形を底面として、変換前のビア105の高さと変換後のビア115の高さとが一致する直方体のビア115に変換してもよいし、変換前のビア105の底面の中心と変換後のビア115の底面の中心とが一致し、変換前のビア105の高さと変換後のビア115の高さとが一致し、変換前のビア105の体積と変換後のビア115の体積とが一致する直方体のビア115に変換してもよい。
The converted graphic information storage means 4 stores converted graphic information for simplifying the net graphic or the layer graphic. As this conversion graphic information, the substantially cylindrical via 105 disposed on the
また、他の変換図形情報としては、配線基板101の下面に配設された略球形のボール104を、立方体のボール114に変換するものであり、例えば、図2(b)に示すように、変換前のボール104に外接する立方体のボール114に変換する。なお、この第1の実施形態においては、変換後のボール114を、変換前のボール104に外接する立方体のボール114としているが、変換前のボール104に内接する立方体のボール114に変換してもよいし、変換前のボール104の中心と変換後のボール114の中心とが一致し、変換前のボール104の体積と変換後のボール114の体積とが一致する立方体のボール114に変換してもよい。
Further, as other converted graphic information, a substantially
また、他の変換図形情報としては、電気シミュレーションを実施する場合に、配線基板101の各層に配設された配線パターン106のうちの湾曲した形状(以下、湾曲形状と称す)のコーナー106aを屈曲した形状(以下、屈曲形状と称す)のコーナー116aに変換するものであり、例えば、図3(a)に示すように、コーナー106aを介して一連に配設する略矩形の直線パターン106bの縁部106cを交差するまでそれぞれ延在させ包囲された領域である、屈曲形状のコーナー116aに変換する。
Further, as other converted graphic information, when an electrical simulation is performed, a curved shape (hereinafter referred to as a curved shape)
また、他の変換図形情報としては、電気シミュレーションを実施する場合に、半導体チップ102の端子102aと配線基板101上のボンド・フィンガー103aとを結んだ、湾曲部103bを有する略円柱形のボンディングワイヤ103を、ボンディングワイヤ103の湾曲部103bを屈曲部113dとして複数の直方体を連結し一体とした形状である複合体のボンディングワイヤ113に変換するものである。例えば、図3(b)に示すように、変換前のボンディングワイヤ103における湾曲部103bを介して一連に配設する一対の直線部103cを、それぞれの直線部103cの底面に外接する正方形を底面とし、それぞれの直線部103cの長さと一致させた一対の直方体として、この一対の直方体の側面113eを同一平面上に配置したうえで、それぞれの直方体の側面113eを対応する直方体の側面113eと交差するまでそれぞれ延在させ包囲された領域である多角柱の屈曲部113dとして複数の直方体を連結し一体とした複合体のボンディングワイヤ113に変換する。なお、この第1の実施形態においては、変換後のボンディングワイヤ113である複合体の一部の直線部113cを、変換前のボンディングワイヤ103における直線部103cの底面に外接する正方形として、変換前の直線部103cの長さと変換後の直線部113cの長さとを一致させた長方体に変換しているが、変換前のボンディングワイヤ103における直線部103cの底面に内接する正方形を底面として、変換前の直線部103cの長さと変換後の直線部113cの長さとを一致させた長方体に変換してもよいし、変換後のボンディングワイヤ113を、変換前のボンディングワイヤ103の中心線と変換後のボンディングワイヤ113の中心線が一致し、変換前のボンディングワイヤ103の全長と変換後のボンディングワイヤ113の全長とが一致し、変換前のボンディングワイヤ103の体積と変換後のボンディングワイヤ113との体積が一致する屈曲した直方体である複合体に変換してもよい。
In addition, as other converted graphic information, a substantially cylindrical bonding wire having a
さらに、他の変換図形情報としては、電気シミュレーション以外のシミュレーションを実施する場合には、配線基板101の各層における各グリッド内の配線パターン106の総面積と同一面積となる正方形の配線パターン116となるように、各グリッド内の配線パターン106を変換する。例えば、図4に示すように、各グリッド内の配線パターン106を、対応するグリッドの中心と正方形の中心とが一致し、グリッド線と正方形の辺がそれぞれ平行となるように、対応するグリッド内の位置に配設する正方形の配線パターン116に変換する。なお、図4においては、グリッド毎に配線パターン106の総面積が異なるために、変換後の正方形の配線パターン116は、グリッド毎に正方形の面積(大きさ)に差異が生じている。
Furthermore, as other converted graphic information, when a simulation other than an electrical simulation is performed, a
また、他の変換図形情報としては、電気シミュレーション以外のシミュレーションを実施する場合には、半導体チップ102の上面における同一辺側から発生する複数のボンディングワイヤ103を、ボンディングワイヤ103の湾曲部103b毎に複数の直線部103cを1つの矩形状体として、複数の矩形状体からなるボンディングワイヤ113に変換する。例えば、図5に示すように、半導体チップ102の上面における同一辺側にある5つの端子102aから第1番目の湾曲部103bまでを1つの矩形状体とし、第1番目の湾曲部103bからボンド・フィンガー103aまでを1つの矩形状体として、2つの矩形状体のボンディングワイヤ113に変換する。
As other converted graphic information, when a simulation other than an electrical simulation is performed, a plurality of
自動簡略化処理手段5は、電気シミュレーションのために配線パターン106のコーナー106aを簡略化する処理手段である配線コーナー変換手段5c及びボンディングワイヤ103を簡略化する処理手段である第1のワイヤ変換手段5d、電気シミュレーション以外のシミュレーションのために配線パターン106を簡略化する処理手段である配線パターン変換手段5e及びボンディングワイヤ103を簡略化する処理手段である第2のワイヤ変換手段5f、並びに各シミュレーションのためにビア105を簡略化する処理手段であるビア変換手段5a及びボール104を簡略化する処理手段であるボール変換手段5bからなり、ネット図形取得手段3a及びレイヤ図形取得手段3bで得られたネット図形情報及びレイヤ図形情報、並びに変換図形情報記憶手段4に格納された変換図形情報をもとに、ビア105、ボール104、コーナー106a、配線パターン106及びボンディングワイヤ103をそれぞれ簡略化する。
The automatic simplification processing means 5 is a wiring corner conversion means 5c which is a processing means for simplifying the
ビア変換手段5aは、ネット図形取得手段3aからのネット図形情報又はレイヤ図形取得手段3bからのレイヤ図形情報から、取得した図形のうちビア105に対応する部分を抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、円柱形のビア105を直方体のビア115に変換する。 Via conversion means 5a extracts a portion corresponding to via 105 from the acquired graphic from the net graphic information from net graphic acquisition means 3a or the layer graphic information from layer graphic acquisition means 3b, and converted graphic information storage means 4 The cylindrical via 105 is converted into a rectangular parallelepiped via 115 based on the converted graphic information from.
ボール変換手段5bは、ネット図形取得手段3aからのネット図形情報又はレイヤ図形取得手段3bからのレイヤ図形情報から、取得した図形のうちボール104に対応する部分を抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、球形のボール104を立方体のボール114に変換する。
The ball converting means 5b extracts the portion corresponding to the
配線コーナー変換手段5cは、ネット図形取得手段3aからのネット図形情報から、取得した図形のうち配線パターン106のコーナー106aに対応する部分を抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、湾曲形状のコーナー106aを屈曲形状のコーナー116aに変換する。
The wiring corner conversion means 5c extracts a portion corresponding to the
第1のワイヤ変換手段5dは、ネット図形取得手段3aからのネット図形情報から、取得した図形のうちボンディングワイヤ103に対応する部分を抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、ボンディングワイヤ103の湾曲部103bを屈曲部113dとして複数の直方体を連結し一体とした形状である複合体のボンディングワイヤ113に変換する。
The first wire converting means 5d extracts a portion corresponding to the
配線パターン変換手段5eは、レイヤ図形取得手段3bからのレイヤ図形情報から、取得した図形のうち配線パターン106に対応する部分を配線基板101の各層におけるグリッド毎に抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、各グリッド内の配線パターン106を、各グリッド内の配線パターン106の総面積と同一面積となる正方形の配線パターン116に変換する。
The wiring pattern conversion means 5e extracts, from the layer graphic information from the layer graphic acquisition means 3b, a portion corresponding to the
第2のワイヤ変換手段5fは、レイヤ図形取得手段3bからのレイヤ図形情報から、取得した図形のうち半導体チップ102の上面における同一辺側から発生する複数のボンディングワイヤ103を抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、ボンディングワイヤ103の湾曲部103b毎に複数の直線部103cを1つの矩形状体として、複数の矩形状体からなるボンディングワイヤ113に変換する。
The second
ここで、第2のワイヤ変換手段5fによるボンディングワイヤ103の簡略化アルゴリズムについて、図5〜図7を用いて説明する。以下、図5において、最上に載置された半導体チップ102における上面の長辺に平行な方向をX軸とし、最上に載置された半導体チップ102における上面の短辺に平行な方向をY軸とし、最上に載置された半導体チップ102の上面に垂直な方向をZ軸として、説明する。
Here, a simplified algorithm of the
まず、半導体チップ102の同一辺側から発生している簡略化を行なう複数のボンディングワイヤ103における半導体チップ102上の端子102aの配列方向がX軸に平行か否かを判断する(ステップS1)。
First, it is determined whether or not the arrangement direction of the
ステップS1で、配列方向がX軸に平行であると判断した場合には、「n=0」として(ステップS2)、半導体チップ102の同一辺に位置する端子102a群から、第n番目の湾曲部103b群及び第n+1番目の湾曲部103b群間に位置する複数のボンディングワイヤ103を1つの矩形とする(ステップS3)。なお、nは自然数であり、以下の説明では、ボンディングワイヤ103のうち半導体チップ102の端子102aから数えて湾曲部103b及びボンド・フィンガー103aが第何番目(ただし、n=0の場合は、半導体チップ102の端子102aに該当)に該当するかを表すことにするが、ボンド・フィンガー103aから数えて湾曲部103b及び端子102aが第何番目に該当するかを表してもよい。
If it is determined in step S1 that the arrangement direction is parallel to the X-axis, “n = 0” is set (step S2), and the n-th curve from the terminal 102a group located on the same side of the
この場合に、変換する矩形の頂点の座標をそれぞれ(Xn1,Yn1,Zn1),(Xn2,Yn2,Zn2),(Xn2,Yn1,Zn1),(Xn1,Yn2,Zn2)とする。Xn1は第n番目の湾曲部103b群(n=0の場合は端子102a群)における最小のX座標と第n+1番目の湾曲部103b群における最小のX座標のうち小さい方のX座標とし、Yn1は第n番目の湾曲部103b群(n=0の場合は端子102a群)におけるY座標を平均したY座標とし、Zn1は第n番目の湾曲部103b群(n=0の場合は端子102a群)におけるZ座標を平均したZ座標とする。また、Xn2は第n番目の湾曲部103b群(n=0の場合は端子102a群)における最大のX座標と第n+1番目の湾曲部103b群における最大のX座標のうち大きい方のX座標とし、Yn2は第n+1番目の湾曲部103b群におけるY座標を平均したY座標とし、Zn2は第n+1番目の湾曲部103b群におけるZ座標を平均したZ座標とする。
In this case, the coordinates of the vertexes of the rectangle to be converted are (Xn1, Yn1, Zn1), (Xn2, Yn2, Zn2), (Xn2, Yn1, Zn1), and (Xn1, Yn2, Zn2), respectively. Xn1 is the smaller X coordinate of the minimum X coordinate in the n-th
そして、矩形状体に変換するボンディングワイヤ103の部分である、半導体チップ102の同一辺に位置する端子102a群から、第n番目の湾曲部103b群(n=0の場合は端子102a群)及び第n+1番目の湾曲部103b群間のボンディングワイヤ103の総体積(ボンディングワイヤ103の断面積×第n番目の湾曲部103b(n=0の場合は端子102a群)及び第n+1番目の湾曲部103b間のボンディングワイヤ103の長さ×ボンディングワイヤ103の本数)を算出すると共に、4つの頂点から矩形の面積を算出する。さらに、算出したボンディングワイヤ103の変換部分の総体積を、算出した矩形の面積で除算することで、簡略化する矩形状体の厚さを算出し、第n番目の湾曲部103b群(n=0の場合は端子102a群)及び第n+1番目の湾曲部103b群間のボンディングワイヤ103を矩形状体とする(ステップS4)。
Then, from the terminal 102a group located on the same side of the
そして、第n+1番目がボンド・フィンガー103aに該当するか否かを判断する(ステップS5)。ステップS5で、第n+1番目がボンド・フィンガー103aに該当しないと判断した場合には、「n+1」として(ステップS6)、ステップS3に戻る。
Then, it is determined whether or not the (n + 1) th corresponds to the
また、ステップS5で、第n+1番目がボンド・フィンガー103aに該当すると判断した場合には、矩形状体に変換していない配列方向がX軸に平行である端子102a群から発生するボンディングワイヤ103が、半導体チップ102の対向する辺及び他の半導体チップ102に存在するか否かを判断する(ステップS7)。
If it is determined in step S5 that the (n + 1) th corresponds to the
ステップS7で、矩形状体に変換していないボンディングワイヤ103が半導体チップ102の対向する辺及び他の半導体チップ102に存在すると判断した場合には、矩形状体に変換していないボンディングワイヤ103を対象として(ステップS8)、ステップS2に戻る。
If it is determined in step S7 that the
ステップS7で、矩形状体に変換していないボンディングワイヤ103が半導体チップ102の対向する辺及び他の半導体チップ102に存在しないと判断した場合、又は、ステップS1で、配列方向がX軸に平行でないと判断した場合には、半導体チップ102の同一辺側から発生している簡略化を行なう複数のボンディングワイヤ103における半導体チップ102上の端子102aの配列方向がY軸に平行か否かを判断する(ステップS9)。
If it is determined in step S7 that the
ステップS9で、配列方向がY軸に平行であると判断した場合には、「n=0」として(ステップS10)、半導体チップ102の同一辺に位置する端子102a群から、第n番目の湾曲部103b群及び第n+1番目の湾曲部103b群間に位置する複数のボンディングワイヤ103を1つの矩形とする(ステップS11)。
If it is determined in step S9 that the arrangement direction is parallel to the Y-axis, “n = 0” is set (step S10), and the n-th curve from the terminal 102a group located on the same side of the
この場合に、作成する矩形の頂点の座標をそれぞれ(Xn1,Yn1,Zn1),(Xn2,Yn2,Zn2),(Xn1,Yn2,Zn1),(Xn2,Yn1,Zn2)とする。Xn1は第n番目の湾曲部103b群(n=0の場合は端子102a群)におけるX座標を平均したX座標とし、Yn1は第n番目の湾曲部103b群(n=0の場合は端子102a群)における最小のY座標と第n+1番目の湾曲部103b群における最小のY座標のうち小さい方のY座標とし、Zn1は第n番目の湾曲部103b群(n=0の場合は端子102a群)におけるZ座標を平均したZ座標とする。また、Xn2は第n+1番目の湾曲部103b群におけるX座標を平均したX座標とし、Yn2は第n番目の湾曲部103b群(n=0の場合は端子102a群)における最大のY座標と第n+1番目の湾曲部103b群における最大のY座標のうち大きい方のY座標とし、Zn2は第n+1番目の湾曲部103b群におけるZ座標を平均したZ座標とする。
In this case, the coordinates of the vertexes of the rectangle to be created are (Xn1, Yn1, Zn1), (Xn2, Yn2, Zn2), (Xn1, Yn2, Zn1), and (Xn2, Yn1, Zn2), respectively. Xn1 is an X coordinate obtained by averaging the X coordinates in the
そして、矩形状体に変換するボンディングワイヤ103の部分である、半導体チップ102の同一辺に位置する端子102a群から、第n番目の湾曲部103b群(n=0の場合は端子102a群)及び第n+1番目の湾曲部103b群間のボンディングワイヤ103の総体積(ボンディングワイヤ103の断面積×第n番目の湾曲部103b(n=0の場合は端子102a群)及び第n+1番目の湾曲部103b間のボンディングワイヤ103の長さ×ボンディングワイヤ103の本数)を算出すると共に、4つの頂点から矩形の面積を算出する。さらに、算出したボンディングワイヤ103の変換部分の総体積を、算出した矩形の面積で除算することで、簡略化する矩形状体の厚さを算出し、第n番目の湾曲部103b群(n=0の場合は端子102a群)及び第n+1番目の湾曲部103b群間のボンディングワイヤ103を矩形状体とする(ステップS12)。
Then, from the terminal 102a group located on the same side of the
そして、第n+1番目がボンド・フィンガー103aに該当するか否かを判断する(ステップS13)。ステップS13で、第n+1番目がボンド・フィンガー103aに該当しないと判断した場合には、「n+1」として(ステップS14)、ステップS11に戻る。
Then, it is determined whether or not the (n + 1) th corresponds to the
また、ステップS13で、第n+1番目がボンド・フィンガー103aに該当すると判断した場合には、矩形状体に変換していない配列方向がY軸に平行である端子102a群から発生するボンディングワイヤ103が、半導体チップ102の対向する辺及び他の半導体チップ102に存在するか否かを判断する(ステップS15)。
If it is determined in step S13 that the (n + 1) th corresponds to the
ステップS15で、矩形状体に変換していないボンディングワイヤ103が半導体チップ102の対向する辺及び他の半導体チップ102に存在すると判断した場合には、矩形状体に変換していないボンディングワイヤ103を対象として(ステップS16)、ステップS10に戻る。
If it is determined in step S15 that the
ステップS15で、矩形状体に変換していないボンディングワイヤ103が半導体チップ102の対向する辺及び他の半導体チップ102に存在しないと判断した場合、又は、ステップS1で、配列方向がY軸に平行でないと判断した場合には、ボンディングワイヤ103の簡略化処理を終了する。
If it is determined in step S15 that the
なお、この第1の実施形態においては、ステップS1で、Y軸より先に、半導体チップ102の同一辺側から発生している簡略化を行なう複数のボンディングワイヤ103における半導体チップ102上の端子102aの配列方向がX軸に平行か否かを判断しているが、Y軸に平行か否かを先に判断してもよいし、どちらか一方の軸に平行な配列方向を有する端子102a群から発生する複数のボンディングワイヤに対してのみ矩形状体に変換するようにしてもよい。
In the first embodiment, in step S1, the
解析用情報記憶手段6は、入力装置30によって入力する、シミュレーションを実施する半導体装置100における、半導体チップ102内部の接続情報、遅延値、動作条件、電気的特性若しくは消費電力、又は配線基板101上で半導体チップ102をパッケージングするための図示しない封止材の粘性などの解析用情報を格納している。
The analysis information storage means 6 is input by the
解析手段7は、ビア変換手段5a、ボール変換手段5b、第1のワイヤ変換手段5d及び配線コーナー変換手段5cからの図形情報、解析用情報記憶手段6からの解析用情報、並びにレイアウト情報記憶手段1からのレイアウト情報に基づき、電気シミュレーションを実行して、解析結果を表示装置40に出力する。また、ビア変換手段5a、ボール変換手段5b、配線パターン変換手段5e及び第2のワイヤ変換手段5fからの図形情報、解析用情報記憶手段6からの解析用情報、並びにレイアウト情報記憶手段1からのレイアウト情報に基づき、電気シミュレーション以外のシミュレーションを実行して、解析結果を表示装置40に出力する。
The analysis means 7 includes graphic information from the via conversion means 5a, ball conversion means 5b, first wire conversion means 5d and wiring corner conversion means 5c, analysis information from the analysis information storage means 6, and layout information storage means. Based on the layout information from 1, an electrical simulation is executed and the analysis result is output to the
つぎに、この発明を実施するための第1の実施形態におけるレイアウト自動簡略化装置10の自動簡略化処理方法について説明する。なお、この第1の実施形態においては、電気シミュレーション又は熱シミュレーションを実施する場合を例に挙げて説明する。図8はこの発明を実施するための第1の実施形態における自動簡略化処理方法の流れを示すフローチャート、図9は図8に示すフローチャートの続きを示すフローチャートである。
Next, an automatic simplification processing method of the automatic
まず、シミュレーション種別選択手段2が、入力装置30からの入力情報に基づき、シミュレーション対象となる半導体装置100に対して実施するシミュレーションが電気シミュレーションであるか否かを判断する(ステップS101)。
First, the simulation
ステップS101で、実施するシミュレーションが電気シミュレーションであると判断した場合には、シミュレーション種別選択手段2はネット図形取得手段3aに対して選択情報を出力する。そして、ネット図形取得手段3aは、レイアウト情報記憶手段1からのレイアウト情報に基づき、電気シミュレーションの対象である半導体装置100にネットが存在するか否かを判断する(ステップS102)。
If it is determined in step S101 that the simulation to be performed is an electrical simulation, the simulation
ステップS102で、電気シミュレーションの対象である半導体装置100にネットが存在すると判断した場合には、ネット図形取得手段3aは、レイアウト情報からネット図形を取得する(ステップS103)。
If it is determined in step S102 that a net exists in the
そして、ネット図形取得手段3aは、取得したネット図形のうちボンディングワイヤ103に対応する部分があるか否かを判断する(ステップS104)。
Then, the net
ステップS104で、取得したネット図形のうちボンディングワイヤ103に対応する部分があると判断した場合には、ネット図形取得手段3aは、第1のワイヤ変換手段5dに対してネット図形情報を出力する。そして、第1のワイヤ変換手段5dは、取得したネット図形のうちボンディングワイヤ103に対応する部分を抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、抽出したボンディングワイヤ103に対応する部分を複合体に変換したうえで、レイアウト情報記憶手段1に登録する(ステップS105)。そして、ステップ102に戻る。
If it is determined in step S104 that there is a portion corresponding to the
また、ステップS104で、取得したネット図形のうちボンディングワイヤ103に対応する部分がないと判断した場合には、ネット図形取得手段3aは、取得したネット図形のうちビア105に対応する部分があるか否かを判断する(ステップS106)。
If it is determined in step S104 that there is no portion corresponding to the
ステップS106で、取得したネット図形のうちビア105に対応する部分があると判断した場合には、ネット図形取得手段3aは、ビア変換手段5aに対してネット図形情報を出力する。そして、ビア変換手段5aは、取得したネット図形のうちビア105に対応する部分を抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、抽出したビア105に対応する部分を直方体に変換したうえで、レイアウト情報記憶手段1に登録する(ステップS107)。そして、ステップ102に戻る。 If it is determined in step S106 that there is a portion corresponding to the via 105 in the acquired net graphic, the net graphic acquisition means 3a outputs net graphic information to the via conversion means 5a. Then, the via conversion means 5a extracts a portion corresponding to the via 105 from the acquired net graphic, and converts the portion corresponding to the extracted via 105 into a rectangular parallelepiped based on the converted graphic information from the converted graphic information storage means 4. After that, it is registered in the layout information storage means 1 (step S107). Then, the process returns to step 102.
また、ステップS106で、取得したネット図形のうちビア105に対応する部分がないと判断した場合には、ネット図形取得手段3aは、取得したネット図形のうちボール104に対応する部分があるか否かを判断する(ステップS108)。
If it is determined in step S106 that there is no portion corresponding to the via 105 in the acquired net graphic, the net
ステップS108で、取得したネット図形のうちボール104に対応する部分があると判断した場合には、ネット図形取得手段3aは、ボール変換手段5bに対してネット図形情報を出力する。そして、ボール変換手段5bは、取得したネット図形のうちボール104に対応する部分を抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、抽出したボール104に対応する部分を立方体に変換したうえで、レイアウト情報記憶手段1に登録する(ステップS109)。そして、ステップ102に戻る。
If it is determined in step S108 that there is a portion corresponding to the
また、ステップS108で、取得したネット図形のうちボール104に対応する部分がないと判断した場合には、ネット図形取得手段3aは、取得したネット図形のうち配線パターン106のコーナー106aに対応する部分があるか否かを判断する(ステップS110)。
If it is determined in step S108 that there is no portion corresponding to the
ステップS110で、取得したネット図形のうち配線パターン106のコーナー106aに対応する部分があると判断した場合には、ネット図形取得手段3aは、配線コーナー変換手段5cに対してネット図形情報を出力する。そして、配線コーナー変換手段5cは、取得したネット図形のうち配線パターン106のコーナー106aに対応する部分を抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、抽出した配線パターン106のコーナー106aに対応する部分を屈曲形状に変換したうえで、レイアウト情報記憶手段1に登録する(ステップS111)。そして、ステップ102に戻る。
If it is determined in step S110 that there is a portion corresponding to the
ステップS102で、電気シミュレーションの対象である半導体装置100にネットが存在しないと判断した場合には、ビア変換手段5a、ボール変換手段5b、配線コーナー変換手段5c又は第1のワイヤ変換手段5dは、ネット図形のうち対称となる部分を変換しているのであれば、変換した図形情報を解析手段7にそれぞれ出力し、電気シミュレーションを実施することになる。
If it is determined in step S102 that no net exists in the
ステップS101で、実施するシミュレーションが電気シミュレーションでないと判断した場合には、シミュレーション種別選択手段2は、入力装置30からの入力情報に基づき、シミュレーション対象である半導体装置100に対して実施するシミュレーションが熱シミュレーションであるか否かを判断する(ステップS112)。
If it is determined in step S101 that the simulation to be performed is not an electrical simulation, the simulation
ステップS112で、実施するシミュレーションが熱シミュレーションであると判断した場合には、シミュレーション種別選択手段2はレイヤ図形取得手段3bに対して選択情報を出力する。そして、レイヤ図形取得手段3bは、レイアウト情報記憶手段1からのレイアウト情報に基づき、熱シミュレーションの対象である半導体装置100における配線基板101の各層のうち、レイヤのカウントを0(第1層目を対象)として(ステップS113)、対象である層にレイヤ図形が存在するか否かを判断する(ステップS114)。
When it is determined in step S112 that the simulation to be performed is a thermal simulation, the simulation
ステップS114で、対象である層にレイヤ図形が存在すると判断した場合には、レイヤ図形取得手段3bは、レイアウト情報から対象である層のレイヤ図形を取得する(ステップS115)。
If it is determined in step S114 that a layer graphic exists in the target layer, the layer
そして、レイヤ図形取得手段3bは、取得したレイヤ図形のうちビア105に対応する部分があるか否かを判断する(ステップS116)。
Then, the layer
ステップS116で、取得したレイヤ図形のうちビア105に対応する部分があると判断した場合には、レイヤ図形取得手段3bは、ビア変換手段5aに対してレイヤ図形情報を出力する。そして、ビア変換手段5aは、取得したレイヤ図形のうちビア105に対応する部分を抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、抽出したビア105に対応する部分を直方体に変換する(ステップS117)。そして、ステップ114に戻る。 If it is determined in step S116 that there is a portion corresponding to the via 105 in the acquired layer graphic, the layer graphic acquisition means 3b outputs the layer graphic information to the via conversion means 5a. Then, the via conversion means 5a extracts a portion corresponding to the via 105 from the acquired layer graphic, and converts the portion corresponding to the extracted via 105 into a rectangular parallelepiped based on the conversion graphic information from the conversion graphic information storage means 4. (Step S117). Then, the process returns to step 114.
また、ステップS116で、取得したレイヤ図形のうちビア105に対応する部分がないと判断した場合には、レイヤ図形取得手段3bは、取得したレイヤ図形のうちボール104に対応する部分があるか否かを判断する(ステップS118)。
When it is determined in step S116 that there is no portion corresponding to the via 105 in the acquired layer graphic, the layer
ステップS118で、取得したレイヤ図形のうちボール104に対応する部分があると判断した場合には、レイヤ図形取得手段3bは、ボール変換手段5bに対してレイヤ図形情報を出力する。そして、ボール変換手段5bは、取得したレイヤ図形のうちボール104に対応する部分を抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、抽出したボール104に対応する部分を立方体に変換する(ステップS119)。そして、ステップ114に戻る。
If it is determined in step S118 that there is a portion corresponding to the
また、ステップS118で、取得したレイヤ図形のうちボール104に対応する部分がないと判断した場合には、レイヤ図形取得手段3bは、取得したレイヤ図形のうち配線パターン106に対応する部分があるか否かを判断する(ステップS120)。
If it is determined in step S118 that there is no portion corresponding to the
ステップS120で、取得したレイヤ図形のうち配線パターン106に対応する部分があると判断した場合には、レイヤ図形取得手段3bは、配線パターン変換手段5eに対してレイヤ図形情報を出力する。そして、配線パターン変換手段5eは、取得したレイヤ図形のうち配線パターン106に対応する部分を、配線基板101の対象である層における指定したグリッド毎に抽出し、変換図形情報記憶手段4からの変換図形情報に基づき、各グリッド内の配線パターン106を、各グリッド内の配線パターン106の総面積と同一面積となる正方形に変換する(ステップS121)。そして、ステップ114に戻る。
If it is determined in step S120 that there is a portion corresponding to the
ステップS114で、対象である層にレイヤ図形が存在しないと判断した場合には、レイヤ図形取得手段3bは、レイアウト情報記憶手段1からのレイアウト情報に基づき、熱シミュレーションの対象である半導体装置100における配線基板101の各層のうち、レイヤのカウントを+1(次の層を対象)とする(ステップS122)。そして、レイヤオーバーしないか否かを判断する(ステップS123)。
If it is determined in step S114 that there is no layer graphic in the target layer, the layer graphic acquisition means 3b is based on the layout information from the layout information storage means 1 in the
ステップS123で、レイヤオーバーしないと判断した場合には、ステップS114に戻り、レイヤオーバーすると判断した場合には、各層におけるグリッド毎に代表図形をレイアウト情報記憶手段1に登録する(ステップS125)。
If it is determined in step S123 that the layer is not over, the process returns to step S114. If it is determined that the layer is over, a representative figure is registered in the layout
そして、レイヤ図形取得手段3bは、第2のワイヤ変換手段5fに対してレイヤ図形情報を出力する。第2のワイヤ変換手段5fは、前述した図6及び図7に示す簡略化アルゴリズムによって、取得したレイヤ図形のうち半導体チップ102の上面における同一辺側から発生する複数のボンディングワイヤ103を抽出し、変換図形情報に基づき、ボンディングワイヤ103の湾曲部103b毎に複数の直線部103cを1つの矩形状体として変換する(ステップS125)。
Then, the layer
そして、第2のワイヤ変換手段5fは対称となるボンディングワイヤ103を変換し、ビア変換手段5a、ボール変換手段5b又は配線パターン変換手段5eは、レイヤ図形の対象となる部分を変換しているのであれば、変換した図形情報を解析手段7にそれぞれ出力し、熱シミュレーションを実施することになる。また、ステップS112で、実施するシミュレーションが熱シミュレーションでないと判断した場合には、自動簡略化の処理を行なうことなく終了する。
Then, the second wire conversion means 5f converts the
なお、この第1の実施形態においては、ステップS101で、熱シミュレーションより先に、実施するシミュレーションが電気シミュレーションであるか否かを判断しているが、熱シミュレーションであるか否かを先に判断してもよいし、どちらか一方のシミュレーションに対してのみ自動簡略化処理を行なってもよい。 In the first embodiment, in step S101, it is determined whether the simulation to be performed is an electrical simulation prior to the thermal simulation. However, it is determined first whether the simulation is a thermal simulation. Alternatively, the automatic simplification process may be performed only for one of the simulations.
また、図8に示す電気シミュレーションのための自動簡略化処理において、第1番目にボンディングワイヤ103、第2番目にビア105、第3番目にボール104、第4番目に配線のコーナー106aとして、それぞれの有無の判断、図形の変換及び登録を行なっているが、この順番に限られるものではなく、適宜入れ替えても良い。
Further, in the automatic simplification process for the electric simulation shown in FIG. 8, the first is the
また、図9に示す熱シミュレーションのための自動簡略化処理において、第1番目にビア105、第2番目にボール104、第3番目に配線パターン106として、それぞれの有無の判断及び図形の変換を行なっているが、この順番に限られるものではなく、適宜入れ替えても良い。
In addition, in the automatic simplification process for the thermal simulation shown in FIG. 9, the first and
1 レイアウト情報記憶手段
2 シミュレーション種別選択手段
3a ネット図形取得手段
3b レイヤ図形取得手段
4 変換図形情報記憶手段
5 自動間簡略化処理手段
5a ビア変換手段
5b ボール変換手段
5c 配線コーナー変換手段
5d 第1のワイヤ変換手段
5e 配線パターン変換手段
5f 第2のワイヤ変換手段
6 解析用情報記憶手段
7 解析手段
10 レイアウト自動簡略化装置
20 配置設計CAD装置
30 入力装置
40 表示装置
100 半導体装置
101 配線基板
101a 上面
102 半導体チップ
102a 端子
103,113 ボンディングワイヤ
103a ボンド・フィンガー
103b 湾曲部
103c,113c 直線部
113d 屈曲部
113e 側面
104,114 ボール
105,115 ビア
106 配線パターン
106a,116a コーナー
106b 直線パターン
106c 縁部
1 Layout information storage means
2 Simulation type selection means
3a Net figure acquisition means
3b Layer graphic acquisition means
4 Conversion figure information storage means
5 Automatic simplification processing means
5a Via conversion means
5b Ball conversion means
5c Wiring corner conversion means
5d 1st wire conversion means
5e Wiring pattern conversion means
5f Second wire conversion means
6 Information storage means for analysis
7 Analysis means
10 Automatic layout simplification device
20 Layout design CAD equipment
30 Input device
40
Claims (5)
前記半導体装置における各構成要素のレイアウト情報を格納したレイアウト情報記憶手段と、
前記レイアウト情報記憶手段に格納したレイアウト情報から、端子間の接続情報であるネットによる図形を取得するネット図形取得手段と、
前記レイアウト情報記憶手段に格納したレイアウト情報から、端子間の接続情報であるネットによる図形のうち前記配線基板の各層に対応する図形を層毎にそれぞれ取得するレイヤ図形取得手段と、
前記図形を簡略化するための変換図形情報を格納した変換図形情報記憶手段と、
前記変換図形情報記憶手段に格納した変換図形情報に基づき、曲面又は曲線を有する前記図形を平面又は直線を有する図形に簡略化する自動簡略化処理手段と、
前記半導体チップ内部の接続情報、遅延値、動作条件、電気的特性若しくは消費電力、又は封止材の粘性の解析用情報を格納した解析用情報記憶手段と、
前記自動簡略化処理手段からの図形情報、解析用情報記憶手段からの解析用情報、及び前記レイアウト情報記憶手段からのレイアウト情報に基づき、シミュレーションを実行する解析手段と、
を備えていることを特徴とするレイアウト自動簡略化装置。 In an automatic layout simplification device that verifies the characteristics of a semiconductor device in which a semiconductor chip is mounted on a wiring board by bonding wires,
Layout information storage means for storing layout information of each component in the semiconductor device;
Net figure acquisition means for acquiring a figure by a net that is connection information between terminals from the layout information stored in the layout information storage means;
Layer graphic acquisition means for acquiring, for each layer, a figure corresponding to each layer of the wiring board among the figures by the net that is connection information between terminals, from the layout information stored in the layout information storage means;
Conversion graphic information storage means storing conversion graphic information for simplifying the graphic;
Automatic simplification processing means for simplifying the figure having a curved surface or a curve to a figure having a plane or a straight line based on the converted figure information stored in the converted figure information storage means;
Analysis information storage means for storing connection information inside the semiconductor chip, delay value, operating conditions, electrical characteristics or power consumption, or information for analyzing the viscosity of the sealing material;
Analysis means for executing a simulation based on graphic information from the automatic simplification processing means, analysis information from the analysis information storage means, and layout information from the layout information storage means;
An automatic layout simplification device characterized by comprising:
入力情報に基づき、検証するシミュレーションの種別を選択するシミュレーション種別選択手段と、
前記シミュレーション種別選択手段の選択情報に基づき、端子間の接続情報であるネットによる図形を前記レイアウト情報から取得するネット図形取得手段と、
を備え、
前記自動簡略化処理手段が、前記取得した図形のうちビアに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき直方体に変換するビア変換手段、前記取得した図形のうちボールに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき立方体に変換するボール変換手段、前記取得した図形のうちボンディングワイヤに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき当該ボンディングワイヤの湾曲部を屈曲部として複数の直方体を連結し一体とした形状である複合体に変換する第1のワイヤ変換手段、及び前記取得した図形のうち配線パターンのコーナーに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき屈曲形状に変換する配線コーナー変換手段であることを特徴とするレイアウト自動簡略化装置。 In the automatic layout simplification device according to claim 1,
Simulation type selection means for selecting the type of simulation to be verified based on the input information;
Based on the selection information of the simulation type selection means, net figure acquisition means for acquiring a figure by a net that is connection information between terminals from the layout information;
With
The automatic simplification processing means extracts a portion corresponding to a via from the acquired graphic and converts it into a rectangular parallelepiped based on the converted graphic information, and extracts a portion corresponding to the ball from the acquired graphic. Ball converting means for converting to a cube based on the converted graphic information, extracting a portion corresponding to the bonding wire from the acquired graphic, and connecting a plurality of rectangular parallelepipeds using the bending portion of the bonding wire as a bent portion based on the converted graphic information And a wire corner for extracting a portion corresponding to the corner of the wiring pattern from the acquired figure and converting it into a bent shape based on the converted figure information. An automatic layout simplification device characterized by being a conversion means.
入力情報に基づき、検証するシミュレーションの種別を選択するシミュレーション種別選択手段と、
前記シミュレーション種別選択手段の選択情報に基づき、端子間の接続情報であるネットによる図形のうち前記配線基板の各層に対応する図形を前記レイアウト情報から層毎にそれぞれ取得するレイヤ図形取得手段と、
を備え、
前記自動簡略化処理手段が、前記取得した図形のうちビアに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき直方体に変換するビア変換手段、前記取得した図形のうちボールに対応する部分を抽出し前記変換図形情報に基づき立方体に変換するボール変換手段、前記取得した図形のうち配線パターンに対応する部分を前記配線基板の各層におけるグリッド毎に抽出し前記変換図形情報に基づき各グリッド内の配線パターンを各グリッド内の配線パターンの総面積と同一面積となる正方形に変換する配線パターン変換手段、及び前記取得した図形のうち前記半導体チップの上面における同一辺側から発生する複数の前記ボンディングワイヤを抽出し前記変換図形情報に基づき当該ボンディングワイヤの湾曲部毎に複数の直線部を1つの矩形状体として変換する第2のワイヤ変換手段であることを特徴とするレイアウト自動簡略化装置。 In the automatic layout simplification device according to claim 1 or 2,
Simulation type selection means for selecting the type of simulation to be verified based on the input information;
Based on the selection information of the simulation type selection means, layer graphic acquisition means for acquiring, for each layer, the graphic corresponding to each layer of the wiring board among the figures by the net that is the connection information between the terminals,
With
The automatic simplification processing means extracts a portion corresponding to a via from the acquired graphic and converts it into a rectangular parallelepiped based on the converted graphic information, and extracts a portion corresponding to the ball from the acquired graphic. Ball converting means for converting into a cube based on the converted graphic information, a portion corresponding to the wiring pattern in the acquired graphic is extracted for each grid in each layer of the wiring board, and the wiring pattern in each grid is based on the converted graphic information A wiring pattern conversion means for converting the pattern into a square having the same area as the total area of the wiring patterns in each grid, and extracting a plurality of the bonding wires generated from the same side on the upper surface of the semiconductor chip from the acquired figure Based on the converted graphic information, a plurality of straight portions are formed into one rectangular body for each bending portion of the bonding wire. Automatic layout simplified apparatus which is a second wire conversion means for to conversion.
前記ビアに対応する部分の変換図形が、変換前のビアの底面に外接若しくは内接する正方形を底面として変換前のビアの高さと変換後のビアの高さとが一致する直方体、又は変換前のビアの底面の中心と変換後のビアの底面の中心とが一致し、変換前のビアの高さと変換後のビアの高さとが一致し、変換前のビアの体積と変換後のビアの体積とが一致する直方体であることを特徴とするレイアウト自動簡略化装置。 In the automatic layout simplification device according to claim 2 or 3,
The conversion figure of the part corresponding to the via is a rectangular parallelepiped in which the height of the via before conversion and the height of the converted via coincide with the square circumscribed or inscribed on the bottom of the via before conversion, or the via before conversion The center of the bottom of the base coincides with the center of the bottom of the via after conversion, the height of the via before conversion and the height of the via after conversion match, and the volume of the via before conversion and the volume of the via after conversion An automatic layout simplification device, characterized in that they are rectangular parallelepipeds that match.
前記ボールに対応する部分の変換図形が、変換前のボールに外接若しくは内接する立方体、又は変換前のボールの中心と変換後のボールの中心とが一致し、変換前のボールの体積と変換後のボールの体積とが一致する立方体であることを特徴とするレイアウト自動簡略化装置。 In the automatic layout simplification device according to any one of claims 2 to 4,
The converted figure of the part corresponding to the ball is a cube circumscribing or inscribed to the ball before conversion, or the center of the ball before conversion and the center of the ball after conversion match, and the volume of the ball before conversion and after conversion An automatic layout simplification device, characterized in that it is a cube whose volume of the ball matches.
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