JP2707989B2 - Lsi設計支援システム - Google Patents

Lsi設計支援システム

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JP2707989B2 JP6317161A JP31716194A JP2707989B2 JP 2707989 B2 JP2707989 B2 JP 2707989B2 JP 6317161 A JP6317161 A JP 6317161A JP 31716194 A JP31716194 A JP 31716194A JP 2707989 B2 JP2707989 B2 JP 2707989B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はLSI設計システムに
関し、特にゲートアレイなどの様に事前にLSIパッ
ケージの外部ピン個数より多くのチップパッドをLSI
チップ上に用意し、組立条件に合致するチップパッドと
LSIパッケージ内部リードを接続し、LSIチップと
LSIパッケージの外部ピンとの電気的接続の設計を行
うLSI設計支援システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のLSI設計支援システムは、LS
IチップとLSIパッケージとの接続を決める際、ワイ
ヤボンダなどによる実際の組立が可能か手作業で行って
いたが、近年LSIチップの多ピン化、微細加工化に伴
い、たとえば、特開平2−236675号公報に示され
るように、コンピュータを利用しLSIチップLS
Iパッケージの外部ピンとの電気的接続をする場合、実
際の組立で使用するワイヤボンダなどで組立可能かチェ
ックしながら、対話的にチップパッドとLSIパッケー
ジの内部リードとの接続を指定し、LSIチップとLS
Iパッケージの外部ピン電気的接続関係を決めている。
【0003】図9は、従来のLSI設計支援システムの
一例を示すブロック図である。処理装置1は、インタフ
ェース部21を介しキーボード3、マウス2、磁気記憶
装置5よりデータの入力、処理の指示を行う。またイ
ンタフェース部21を介し記憶部22に記憶されている
LSIチップ、LSIパッケージ、ワイヤ、エラー等の
データをディスプレイ4に出力し、また処理結果を磁気
記憶装置5、プリンタ6、プロッタ7に出力する。チッ
プデータ入力手段11は、インタフェース部21を介
し、チップ外形、パッド座標など、LSIチップに関す
るデータを記憶部22に登録する。LSIパッケージデ
ータ入力手段12は、インタフェース部21を介し、L
SIパッケージの内部リード形状や、その内部リードに
接続されている外部ピン番号などのLSIパッケージに
関するデータを記憶部22に登録する。ピンコネ手段1
7は、記憶部22に登録されているチップパッドとLS
Iパッケージの内部リード上のボンディング点を指定
し、ワイヤボンダのワイヤの張る位置を指示することに
よりLSIパッケージの外部ピンとチップパッドとの電
気的接続を指定する。組立チェック手段16は、記憶部
22に登録されているワイヤの位置およびLSIチップ
に関するデータとLSIパッケージに関するデータから
LSIチップとLSIパッケージをワイヤボンディング
で組み立てる際、ワイヤ同士がショートしないか、ある
いはワイヤと電気的に独立している他の内部リードとシ
ョートしないかなどをチェックする。またこの組立チェ
ック手段16によりエラーがあった場合、ピンコネ手段
17によってワイヤで接続するチップパッドを変更する
などの処置を行う。最後にデータ編集手段15、ワイ
ヤによるLSIパッケージ、LSIチップの組立状態を
表した図面を編集し、インタフェース部21を介し出力
する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のLSI
設計支援システムは、チップパッドとLSIパッケージ
の外部ピンとの電気的接続を決める際、チップパッドと
LSIパッケージの内部リードとの接続を1つつマニ
ュアルで指定し、かつその指定した接続がワイヤボンダ
等による実際の組立条件が満足していなかった場合、や
はりマニュアルで組立条件を満足するように修正する。
近年のLSIの多ピン化のため、チップパッドと内部リ
ードの接続の数も増大している。特にゲートアレイなど
の様に事前にLSIパッケージの外部ピン個数より多く
のチップパッドをLSIチップ上に用意してあるLSI
の場合、より多くのチップパッドから、組立条件に合致
するチップパッドとLSIパッケージ内部リードを接続
することになり、従来のマニュアルでの指定および修正
では時間がかかる様になった。さらにLSIパッケージ
の多品種化が進み、組合せ設計しなくてはならないLS
IチップとLSIパッケージの組合せ数も増大し、設計
に時間がかかる問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のLSI設計支援
システムは、LSIチップのレイアウト、形状データを
入力するチップデータ入力手段、前記チップデータ入
力手段で入力したLSIチップを組み込みたいLSIパ
ッケージに関するデータを入力するLSIパッケージデ
ータ入力手段、前記チップデータ入力手段とLSIパ
ッケージデータ入力手段によって入力したチップとLS
Iパッケージを組み立てる作業における組立条件を満足
するかチェックする組立チェック手段、前記LSIパ
ッケージデータ入力手段で入力したLSIパッケージの
チップパッドに接続させるべき全ての内部リードに対し
て、前記チップデータ入力手段で入力したLSIチップ
上のチップパッドを自動的に組合せる初期ワイヤ発生手
、前記初期ワイヤ発生手段で組合せたチップパッド
と内部リードの組立条件チェックを前記組立チェック手
段を用いて行い、組立条件に合っていない場合、チップ
パッドと内部リードの組合せを自動的に替え、前記LS
Iパッケージデータ入力手段で入力したLSIパッケー
ジのチップパッドに接続させるべき全ての内部リードに
対して、組立可能なチップパッドとの組合せにするワイ
ヤ調節手段を備えることを特徴とする。
【0006】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0007】 図1は本発明のLSI設計支援システムの
一実施例を示すプロック図である。
【0008】この実施例では、図1に示すように、処理
装置1は、インタフェース部21を介しキーボード3、
マウス2、磁気記憶装置5、ネットワーク8によりデー
タの入力、処理の指示を行う。またインタフェース部2
1を介し記憶部22に記憶されているLSIチップ、L
SIパッケージ、ワイヤ、エラー等のデータをディスプ
レイ4に出力し、また処理結果を磁気記憶装置5、プリ
ンタ6、プロッタ7、ネットワーク8に出力する。チッ
プデータ入力手段11は、インタフェース部21を介
し、チップ外形、チップパッド座標を含む、LSIチッ
プレイアウトデータを記憶部22に登録する。LSIパ
ッケージデータ入力手段12は、インタフェース部21
を介し、LSIパッケージデータの内部リード形状や、
その内部リードに接続されている外部ピン番号、ノンコ
ネクトにしたい外部ピン番号、実際の組立で使用するワ
イヤボンダの機種および組立条件、組立で使用するワイ
ヤの材質、太さ、およびLSIパッケージの材質を記憶
部22に登録する。組立チェック手段16は、記憶部2
2に登録されているワイヤの位置およびLSIチップの
レイアウトデータとLSIパッケージデータ入力手段に
よって登録されているLSIパッケージに関するデータ
からチップパッドとLSIパッケージの内部リードを実
際にワイヤボンディングで組み立てる際、ワイヤ同士が
ショートしないかなど項目をチェックする。初期ワイヤ
発生手段13は、記憶部22に登録されているLSIパ
ッケージの内部リードの方向を算出し、その方向ある一
番近い記憶部22に登録されているチップパッドと接続
するワイヤを記憶部22に登録する。ワイヤ調節手段1
4は、記憶部22に登録されているワイヤを組立チェッ
ク手段16を用いて、ワイヤボンディングでの組立チェ
ックを行い、もし組立エラーが合った場合、ワイヤを接
続させるチップパッドをエラーが解消される方向にある
チップパッドに変更することを、順次繰り返し、記憶部
22に登録されている全部のチップパッドと接続させる
LSIパッケージ内部リードに対して組立可能なチップ
パッドと接続するワイヤに直していき、結果を記憶部2
2に登録する。データ編集手段15は、記憶部22に登
録されているLSIチップ、LSIパッケージ、実際に
組み立てるワイヤボンダ機種から、そのワイヤボンダ機
種に合ったデータフォーマットで記憶部22に登録され
ている全ワイヤのデータおよび組立用の図面を自動的に
編集してインタフェース部21を介しデータを出力す
る。
【0009】図2は、LSIチップとLSIパッケージ
のワイヤボンダによる組立を説明する図である。LSI
チップ30上のチップパッド32とLSIパッケージ
の外部ピン34に接続されている内部リード31との
にワイヤ33がボンディングされる。このことによって
チップパッドとLSIパッケージの外部ピンは、電気的
に接続される。
【0010】図3は、ゲートアレイなどの様に事前にL
SIパッケージの外部ピン個数より多くのチップパッド
32をLSIチップ上に用意してあるLSIチップとL
SIパッケージの内部リード31とのワイヤ33による
接続を説明する図である。LSIチップ30上に組み合
わせるLSIパッケージの外部ピン個数より、つまり内
部リードの個数より多くのチップパッド32がある。
LSIパッケージの内部リード31は、組立条件に合致
するワイヤによってチップパッドと接続されている。
【0011】図4は、組立チェックの例を説明する図で
ある。LSIチップ30上のチップパッド32とLSI
パッケージの内部リード31とがワイヤ33で接続され
ている場合に、1本ずつのワイヤに着目し組立チェック
を行う。チェックの項目としては、着目したワイヤの始
点と終点の水平距離を表しているワイヤ長40と、着目
したワイヤと一番近くにある他のワイヤとの間隔を表し
ているワイヤ間隔42と、着目したワイヤと一番近くに
ある内部リードとの間隔を表しているワイヤ・リード間
隔41があり、それぞれの値は、一定範囲内でなければ
エラーであることを表す。
【0012】組立チェックのエラーでは、ワイヤ長40
の様に着目したワイヤのみでエラーが発生する自己ワイ
ヤエラーと、ワイヤ間隔42、ワイヤ・リード間隔41
の様に着目したワイヤとそれ以外のワイヤ、内部リード
との関係でエラーが発生する相互エラーの2種類に分類
される。
【0013】図5は、本実施例のLSI設計支援システ
ムにおける初期ワイヤ発生手段を説明する図である。初
期ワイヤ発生手段、1つのLSIパッケージの内部リ
ード31に着目し、そのリード方向105を求め、その
方向にある一番近いチップパッド(チップパッド10
0)を求め、着目した内部リード31と接続させる。
【0014】つぎにLSIパッケージの内部リード方向
の算出方法を詳しく説明する。内部リード31上にはワ
イヤをボンディングする位置を表す基本ボンディング点
104があり、まず内部リードの輪郭を構成する線の中
からこの基本ボンディング点104との距離が一番近い
線であるリード側辺102を求め、つぎに内部リードの
輪郭を構成する線の中から求めたリード側辺102への
投影点方向より90度以上の角度を成した投影点方向を
持つ線で基本ボンディング点104に距離が一番近いリ
ード側辺103を求める。求めたリード側辺102、リ
ード側辺103の線形状が線分の場合はその線分を、円
弧の場合は基本ボンディング点104からの投影点での
円弧の接線をいて、リード側辺102とリード側辺1
03の2等分線を求める。この求めた2等分線上でLS
Iチップ30側を向いているベクトルがリード方向10
5となる。
【0015】つぎにこの内部リード方向に一番近いチッ
プパッドの求め方について詳しく説明する。チップパッ
ド境界線35は、LSIチップ30上の全てのチップパ
ッドの中心座標が含まれず、かつLSIチップ中心を含
む最大矩形となる。第一にこのチップパッド境界線35
を設定し、前記算出方法で求めた内部リード方向に基本
ボンディング点104から、このチップパッド境界線3
5まで延ばした線分に一番距離が近いくかつ既にワイヤ
が接続されていないチップパッド(チップパッド10
0)が内部リード方向に一番近いチップパッドとなる。
【0016】図6は、本実施例のLSI設計支援システ
ムにおけるワイヤ調節手段で用いる自己ワイヤエラーで
のワイヤ調節方法の例を説明する図である。LSIチッ
プ30上のチップパッド211と内部リード221がワ
イヤ201で接続されいるとする。このワイヤ201
で自己ワイヤエラーであるワイヤ長エラーが発生した場
合、チップパッド211の両隣のチップパッドで、エラ
ーを解消する方のチップパッドつまりワイヤ長が短くな
る方のチップパッドを求める。求められたチップパッド
212にワイヤ201を継ぎ替え、内部リード221と
チップパッド212とをワイヤで接続させる。しかし既
にチップパッド212が内部リード222とワイヤ20
2で接続されていた場合、さらにエラーを解消する方に
あるチップパッド213にワイヤ202を付け替えるこ
とによって、内部リード222とチップパッド213を
ワイヤで接続させ、1つのパッドに複数のワイヤが接続
されないようにする。
【0017】図7は、本実施例のLSI設計支援システ
ムにおけるワイヤ調節手段で用いる相互ワイヤエラーで
のワイヤ調節方法の例を説明する図である。LSIチッ
プ30上のチップパッド211と内部リード221がワ
イヤ201で接続され、チップパッド212と内部リー
ド222がワイヤ202で接続されているとする。この
2つのワイヤ201とワイヤ202の間で相互ワイヤエ
ラーであるワイヤ間隔231が小さいというエラーが発
生した場合、互いのチップパッドを遠ざける様にする。
つまりワイヤ201はチップパッド211からチップパ
ッド214に付け替え、ワイヤ202は、チップパッド
212からチップパッド213に付け替える。なおこの
場合ワイヤと内部リードとの接続関係は変更されない。
【0018】図8は、本実施例のLSI設計支援システ
ムにおけるワイヤ調節手段の動作を表したフローチャー
トである。
【0019】ワイヤ調節手段(図1の14)ではまず全
体の処理の繰り返しをカウントする繰り返しカウンタ値
Iに0を代入し初期化する(ステップA1)つぎに順
次処理を行うワイヤを決めるためのワイヤカウンタ値J
に0を代入し初期化する(ステップA2)、つぎに記憶
部(図1の22)に登録されている組立条件エラーのあ
るワイヤの数を示すエラーカウンタ値Kに0を代入して
初期化する(ステップA3)、つぎにワイヤカウンタが
示すワイヤに着目し、図4で説明した組立チェック手段
(図1の16)を用いて組立チェックを行い、チェック
結果を記憶部(図1の22)に登録する(ステップA
4)、ステップA4で行った組立チェックで自己ワイヤ
エラーがあるか判断し、自己ワイヤエラーがあった場合
はステップA6に進み、無かった場合はステップA7に
進む(ステップA5)。ステップA5で自己ワイヤエラ
ーがあった場合、図6で説明した様に、エラーが発生し
たワイヤ(ワイヤカウンタ値Jが示すワイヤ)が接続さ
れているチップパッドの両隣チップパッドで、エラーを
解消する方のチップパッドにワイヤを付け替える。また
付け替えようとしたチップパッドが既に他の内部リード
とワイヤで接続されていた場合は、順次ワイヤの接続す
るチップパッドをずらし、1つのチップパッドに2つ以
上のワイヤが接続されないようにし(ステップA6)、
つぎに組立エラーがあったことを表すエラーカウンタ値
Kに1を加え(ステップA9)、さらにステップA10
に進む。またステップA5で自己ワイヤエラーがなかっ
た場合は、ステップA4の組立チェックで相互ワイヤエ
ラーがあったか判断し、相互ワイヤエラーがあった場合
ステップA8に進み、無かった場合はステップA10に
進む(ステップA7)。ステップA7で相互ワイヤエラ
ーがあった場合、図7で説明した様に相互エラーが発生
した2つのワイヤがお互いに離れる方向にあるチップパ
ッドにワイヤを付け替える。また付け替えようとしたチ
ップパッドが既に他の内部リードとワイヤで接続されて
いた場合は、順次ワイヤの接続するチップパッドをずら
し、1つのチップパッドに2つ以上のワイヤが接続され
ないようにし(ステップA8)、ステップA9に進む。
またステップA7で相互ワイヤエラーがなかった場合
は、着目するワイヤを表すワイヤカウンタ値Jに1を加
え(ステップA10)、ワイヤカウンタ値Jが記憶部
(図1の22)に登録されているワイヤ個数と同じにな
ったか判断し、同じになった場合はステップ12に進
み、まだ同じになっていない場合は、ステップA4に戻
り次のワイヤの組立チェックを行わせる(ステップA1
1)。ステップA11でワイヤカウンタ値Jが記憶部
(図1の22)に登録されているワイヤ個数と同じなっ
た場合、全体の処理の繰り返しを表す繰り返しカウンタ
値Iに1を加え(ステップA12)、つぎにエラーカウ
ンタ値Kが0か判断し、0の場合は、ステップA14に
進みエラーカウンタ値K>0の場合ステップA15に
進む(ステップA13)、ステップA13でワイヤカウ
ンタ値Jが0の場合は、記憶部(図1の22)に登録さ
れている全ワイヤで組立チェックエラーが無いことを表
し、そのことを記憶部(図1の22)に登録し(ステッ
プA14)、ワイヤ調節手段(図1の14)の処理を終
了する。またステップA13で、エラーカウンター値K
>0の場合は、繰り返しカウンタ値Iが設定されている
最大繰り返し回数maxIより小さい場合は、ステップ
A2に戻りまた記憶部22に登録されているワイヤに
対して上記までの処理(ステップA2からA13)を行
う。また繰り返しカウンタ値IがmaxIと同じになっ
た場合はステップA16に進む(ステップA15)。ス
テップA15で、繰り返しカウンタ値Iが最大の繰り返
し回数maxIと同じになった場合、記憶部(図1の2
2)に登録されているワイヤの組立エラーを解消できな
かったことを記憶部(図1の22)に登録し(ステップ
A16)、ワイヤ調節手段の処理を終了させる。
【0020】次に主に図1を、補助的に図4、図5、図
6、図7、図8を用いて動作を説明する。チップデータ
入力手段11で組み立てたいLSIチップのチップ外
形、チップパッド座標を含むLSIチップレイアウトデ
ータを記憶部22に登録する。チップデータ入力手段1
1で登録したLSIチップを組み合わせたいLSIパ
ッケージの内部リード形状や、その内部リードと接続さ
れている外部ピン番号、ノンコネクトにしたい外部ピン
番号、実際の組立で使用するワイヤボンダの機種および
組立条件、組立で使用するワイヤの材質、太さ、および
LSIパッケージの材質を記憶部22に登録する。次に
図5で説明した初期ワイヤ発生手段13を用いて、記憶
部22に登録されいるノンコネクト外部ピンに接続さ
れている内部リード以外の全ての内部リードに対して順
次内部リード方向を求め、さらに一番近いチップパッド
と接続することを記憶部22に登録する。この初期ワイ
ヤ発生手段13によりチップパッドと接続しなくてはな
らない全内部リードに対して、それぞれ一意のチップパ
ッドがワイヤで接続されたことになる。次に図8で説明
したワイヤ調節手段14によって、記憶部22に登録さ
れている全てのワイヤの組立チェックエラーを解消して
いき、全てのエラーが解消されたかどうか、記憶部2
2に登録する。ワイヤ調整手段14で全ての組立エラー
が解消された場合は、データ編集手段15によって、記
憶部22に登録されている、すべてのワイヤの両端の座
標であるワイヤの接続されているパッドの座標値と、内
部リードに接続されている部分の座標値と、実際に組み
立て工程で使用するワイヤボンダの機種から、ワイヤボ
ンダの機種に合ったデータフォーマットで、ワイヤボン
ダを駆動するためのデータおよびチップ外形、チップパ
ッド、ワイヤ、LSIパッケージの内部リード形状によ
って構成されている図面を自動的に編集してインタフェ
ース部21を介しデータを出力する。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、LSI
チップとLSIパッケージの接続を決める際、ワイヤボ
ンダ等での組立条件に合った接続を自動的に決めること
ができ、設計時間を減らす効果がある。
【0022】またチェック、設計、データ、図面が自動
化されたため、熟練者でなくても、設計、データ・図面
の作成ができる効果がある。
【0023】さらに処理途中で操作者の指示が入らない
ため、バッチ処理を行うことができ、一度に多くのLS
IチップとLSIパケージの組合せの設計を無人で行う
ことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のLSI設計支援システムの一実施例を
示すプロック図である。
【図2】LSIチップとLSIパッケージのワイヤボン
ダによる組立を説明する図である。
【図3】事前にLSIパッケージの外部ピン個数より多
くのチップパッドをLSIチップ上に用意してあるLS
IチップとLSIパッケージの内部リードとのワイヤに
よる接続を説明する図である。
【図4】図1の実施例での組立チェックの例を説明する
図である。
【図5】図1中の初期ワイヤ発生手段を説明する図であ
る。
【図6】図1中のワイヤ調節手段で用いる自己ワイヤエ
ラーでのワイヤ調節方法の例を説明する図である。
【図7】図1中のワイヤ調節手段で用いる相互ワイヤエ
ラーでのワイヤ調節方法の例を説明する図である。
【図8】図1中のワイヤ調節手段の動作を表したフロー
チャートである。
【図9】従来のLSI設計支援システムの一例を示すブ
ロック図である。
【符の説明】
1 処理装置 2 マウス 3 キーボード 4 ディスプレー 5 磁気記憶装置 6 プリンター 7 プロッター 8 ネットワーク 11 チップデータ入力手段 12 LSIパッケージデータ入力手段 13 初期ワイヤ発生手段 14 ワイヤ調節手段 15 データ編集手段 16 組立チェック手段 17 ピンコネ手段 21 インタフェース部 22 記憶部 30 LSIチップ 31 内部リード 32 チップパッド 33 ワイヤ 34 外部ピン 35 チップパッド境界線 40 ワイヤ長 41 ワイヤ間隔 42 ワイヤ・リード間隔 100 パッド 102 リード側辺 103 リード側辺 104 基本ボンディング点 105 リード方向 201 ワイヤ 202 ワイヤ 211 チップパッド 212 チップパッド 213 チップパッド 214 チップパッド 221 内部リード 222 内部リード

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 LSIパッケージと、該LSIパッケー
    ジの内部リードの個数よりもよりも多くのチップパッド
    を有するLSIチップとの接続の設計を行うためのLS
    I設計支援システムにおいて、 前記 LSIチップのレイアウト、形状データを入力する
    チップデータ入力手段と、 前記チップデータ入力手段で入力したLSIチップを組
    み込みたい前記LSIパッケージに関するデータを入力
    するLSIパッケージデータ入力手段と、 前記チップデータ入力手段とLSIパッケージデータ入
    力手段によって入力したLSIチップとLSIパッケー
    ジを組み立てる作業における組立条件を満足するかチェ
    ックする組立チェック手段と、 前記LSIパッケージデータ入力手段で入力したLSI
    パッケージの内部リードの向きである内部リード方向を
    算出し、全ての内部リードに対して前記内部リードとそ
    の内部リード方向にある前記チップデータ入力手段で入
    力したLSIチップ上で一番近いチップパッドとを組み
    合わせる初期ワイヤ発生手段と、 前記初期ワイヤ発生手段で組み合わせたチップパッドと
    内部リードの1つの組み合わせに着目し、その内部リー
    ドに対して前記組立チェック手段を用いて前記組立条件
    のチェックを行い、前記組立条件に合致していなかった
    場合、前記組み合わせを、その着目している内部リード
    に組み合わせていたチップパッドの隣のチップパッドに
    組み合わせを変更していくことを全内部リードに対して
    順次繰り返して行うワイヤ調節手段とを備えることを特
    徴とするLSI設計支援システム。
  2. 【請求項2】 前記ワイヤ調整手段が前記組み立てチェ
    ック手段を用いてチェックする前記組立条件は、着目し
    た前記組み合わせにおける前記チップパッドと前記内部
    リードとを接続する着目ワイヤのワイヤ長と前記着目ワ
    イヤと一番近くにある他のワイヤとの間隔を示すワイヤ
    間隔と、前記着目ワイヤと一番近くにある内部リードと
    の間隔を示すワイヤ・リード間隔がそれぞれ一定範囲内
    にあるという条件であることを特徴とする請求項1に記
    載されたLSI設計支援システム。
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