JP4637043B2 - 自動配線整形方法および自動配線整形装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線を、所定の方向の線分の組合せからなる配線に、演算処理によりに自動的に整形する自動配線整形方法および自動配線整形装置に関する。

ＬＳＩやＰＣＢなどにおいては、配線の各セグメントは直線状の線分で形成され、これら各セグメントが９０度もしくは４５度の方向に連なるようにして配線を設計するのが一般的である（例えば、非特許文献１参照）。ＬＳＩやＰＣＢでは、配線周辺部のスペースに比較的余裕があり、障害物の配置位置や形状がある程度の規則性を有しているという配線的特徴から、ＬＳＩやＰＣＢなどの配線設計については、コンピュータによる演算処理が可能となるようなルール化が容易であり、既にいくつか提案されている。

例えば、ＬＳＩやＰＣＢのための自動配線方法の代表的なものとして、迷路探索法と呼ばれる方法がある（例えば、特許文献１〜４参照）。この迷路探索法では、基板上において、配線のルートを、障害物とのクリアランスを保つように、かつ、障害物に対しては９０度の方向に、場合によっては４５度の方向に迂回させることで当該障害物と交差しないように設定する。

これに対し、ＰＢＧＡやＥＢＧＡなどの半導体集積回路実装パッケージ（以下、単に「半導体パッケージ」と称する。）では、その基板上には、プレーン（Ｐｌａｎｅ）、ゲート（Ｇａｔｅ）、マーク（Ｍａｒｋ）、パッケージ内部品もしくは他の配線などといったような、配線にとっては障害物となり得るものが多数存在し、その障害物の形状、配置位置あるいは配置角度も多種多様である。また、配線の始点もしくは終点となるべきビア（Ｖｉａ）、ボール（ｂａｌｌ）、ボンディングパッド（Ｂ／Ｐ）、あるいはフリップチップパッド（Ｆ／Ｃ）などの位置も様々であり、配線の周辺部に十分なスペースを確保できないことも多い。それゆえ、半導体パッケージの配線設計においては、半導体パッケージの基板面上において任意の角度方向に配線することが多い。半導体パッケージの配線設計においては、設計者自身が、例えばＣＡＤシステムを用いて仮想平面上で半導体パッケージの配線のルートを自らの技量や経験や勘を頼りに試行錯誤しながら設計するのが一般的である。

半導体パッケージの配線設計方法として、例えば、ＣＡＤシステムを用いて、例えばビアの周辺部に設計ルールに基づいた円弧を発生させ、この円弧の接線に基づき配線を結合していくことで、設計ルールを満たした配線形状を自動演算処理により生成する自動配線方法が提案されている（例えば、特許文献５）。

また例えば、自動演算処理によらず、手動で経路概略を作成し、半導体素子以外の半導体素子を障害物とみなした場合に最適な経路を決定する半自動配線方法も提案されている（例えば、特許文献６）。

また例えば、特定の角度方向の配線を実現する半導体パッケージの配線設計方法も提案されている（例えば、特許文献７）。

城野、「統合型プリント基板ＣＡＤツールの運用方法」、デザインウェーブマガジン、ＣＱ出版株式会社、２００３年６月、ｐ．５１−６６ 特開平１１−１６１６９４号公報 特開２００１−３５０８１３号公報 特開２００１−０４４２８８号公報 特開平１０−２０９２８８号公報 特開２００２−０８３００６号公報 特開平９−０６９１１８号公報 特開平５−０５５３０５号公報

上述のように、半導体パッケージにおいては任意方向（任意角度）の配線例えば直線および／または曲線からなる配線が設計されるが、一般にはこれに対応した半導体パッケージ用ＣＡＤが用いられる。これに対し、ＬＳＩ用ＣＡＤでは、所定の基準線に対して「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分の組合せからなる配線（「４５度配線」もしくは「斜め４５度配線」とも称する。）の設計を得意とし、任意方向の配線および曲線状の配線機能は弱い。すなわち、半導体パッケージ用ＣＡＤを用いて設計された配線設計データとＬＳＩ用ＣＡＤを用いて設計された配線設計データとの間には互換性が無い。実際のところ、配線基板の配線設計についてはＬＳＩ用ＣＡＤを用いて行う場合も多く、このような場合には、半導体パッケージについて既に設計が完了していたにもかかわらず、再度、ＬＳＩ用ＣＡＤにおいても利用できるようするために配線設計をやり直さなければならない。

また、半導体パッケージ用ＣＡＤを用いて上記の４５度配線を実現する場合には、半導体パッケージ用ＣＡＤソフト上において配線可能方向を４５度に設定した上で、ディスプレイ画面上を見ながら、１線分（１セグメント）ごとまたは１配線ごとにクリアランス（ライン＆スペース）要件を満足するよう試行錯誤しながら手動で設計しなければならない。半導体パッケージの基板面上における配線は非常に密であり、配線の周辺部に十分なスペースを確保することは難しいので、４５度配線の実現自体が困難を伴うものであると言わざるを得ない。

このような試行錯誤しながらの手動による配線設計では、要求される配線の内容が複雑になるほど、最適な配線を実現するには多大なる労力および時間を要し、難易度も増す。さらに、配線設計済の完成品の品質のバラツキも大きくなる。実際のところ、試行錯誤しながらの手動による配線設計によれば、１製品あたり３〜１０日程度を要し、それ以上の日数を配線設計に割り当てることは非経済的であることから、ある程度の設計結果が得られれば「大体この程度で良いだろう」と妥協しているのが現状である。

従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線を、所定の基準線に対して特定の角度を有する線分のみの組合せからなる配線に、自動的に整形することができる自動配線整形方法および自動配線整形装置を提供することにある。

上記目的を実現するために、本発明においては、コンピュータなどの演算処理装置を用いて、半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線に対して、所定の基準線と平行な辺を有する等角多角形を設定し、この等角多角形のいずれかの辺上に配線が重なることになるように既存配線の位置を修正することで、任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線を、所定の基準線に対して特定の角度を有する線分のみの組合せからなる配線に整形する。

特に４５度配線について言えば次のとおりである。すなわち、半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線を、所定の基準線に対して「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分の組合せからなる配線に、演算処理によりに自動的に整形する本発明による自動配線整形方法では、所定の基準線と平行な辺を有する等角八角形を設定し、この等角八角形のいずれかの辺上に配線が重なることになるように既存配線の位置を修正することで、任意方向に配線設計された既存配線を、所定の基準線に対して「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分の組合せからなる配線に整形する。

ここで、所定の基準線とは、半導体パッケージの輪郭の４辺のうち、整形対象である既存配線の引き出し先である一辺の輪郭である。等角八角形は、各内角が１３５度であり、次の２通りの方法で設定されるものである。すなわち、等角八角形は、（１）ビアもしくは障害物に対するクリアランスを確保する位置を示すクリアランス円に外接するよう設定されるもの、（２）互いに隣接するビア間、障害物間またはビアと障害物との間を通過する線分を有する既存配線に対して、当該線分に最も近い位置に存在するビアもしくは障害物の中心位置に中心を有するとともに当該線分に接する円、に外接するよう設定されるもの、のいずれかである。

図１は、本発明による自動配線整形装置の原理ブロック図である。以降、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能を有する構成要素であることを意味するものとする。

半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線を、所定の基準線に対して「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分の組合せからなる配線に、演算処理によりに自動的に整形する本発明による自動配線整形装置１は、ビアもしくは障害物に対するクリアランスを確保する位置を示すクリアランス円に外接する等角八角形を、この等角八角形の一辺が所定の基準線と平行となるように設定する第１の設定手段１１と、互いに隣接するビア間、障害物間またはビアと障害物との間を通過する線分を有する既存配線に対して、当該線分に最も近い位置に存在するビアもしくは障害物の中心位置に中心を有するとともに当該線分に接する円、に外接する等角八角形を、この等角八角形の一辺が所定の基準線と平行となるように設定する第２の設定手段１２と、ビアもしくは障害物付近に位置する既存配線について、当該ビアもしくは障害物に対して第１の設定手段１１もしくは第２の設定手段１２によって設定された等角八角形のいずれかの辺上に配線が重なることになるように修正する第１の修正手段１３と、第１の修正手段１３が既存配線の略配線方向に互いに隣接する等角八角形に基づいて既存配線について修正することで得られた２つの線分の間を、所定の基準線に対して「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分で結線する第２の修正手段１４と、を備える。そして、本発明による自動配線整形装置１は、第１の修正手段１１によって得られた上記２つの線分と、第２の修正手段１２によって得られた上記「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分と、の組合せからなる配線を、修正後の配線として確定する。ここで、所定の基準線とは、半導体パッケージの輪郭の４辺のうち、整形対象である既存配線の引き出し先である一辺である。

なお、自動配線整形装置１における各手段１１〜１４は、コンピュータ等の演算処理装置が実行することができるソフトウェアプログラム形式で実現できる。以上の処理を実施する装置や、以上の処理をコンピュータに実行させるプログラムを作成することは、以下の説明を理解した当業者には容易に実施できる事項である。また、以上の処理をコンピュータにより実行させるプログラムを記録媒体に格納するという事項も当業者には自明である。

本発明によれば、半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線を、所定の基準線に対して特定の角度例えば「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の角度の方向の線分の組合せからなる配線に、整形する処理を、コンピュータ等の演算処理装置を用いて自動化できるので、従来のように設計者自らの技量、経験、勘などに左右されることなく、安定した品質の配線に短時間で容易に変更することができる。例えば、従来、試行錯誤しながらの手動による配線設計によれば３〜１０日程度を要していたものが、本発明によれば、半日〜２日程度で自動的に演算処理結果を得ることができる。従来のような試行錯誤しながらの手動による設計を行わずに済むので、要求される配線の内容が複雑になったとしても、高品質の配線を短時間で実現することができる。このような設計時間の短縮および設計者の負担の軽減の結果、半導体パッケージの製造コストも低減できる。

半導体パッケージ用ＣＡＤを用いて設計された配線設計データとＬＳＩ用ＣＡＤを用いて設計された配線設計データとは互換性が無いが、本発明によれば、半導体パッケージ用ＣＡＤを用いて設計された配線設計データを、ＬＳＩ用ＣＡＤに用いることができる配線設計データに自動的に変更することができる。したがって、従来のように、半導体パッケージについて既に設計が完了していたにもかかわらず、ＬＳＩ用ＣＡＤにおいても利用できるようにするために配線設計をやり直さなければならないといった事態を回避することができる。また、本発明によれば、配線密度が高い半導体パッケージについて、容易に４５度配線を実現することができる。

本発明の実施例を説明するに先立ち、半導体パッケージの基板面上の配線について簡単に説明する。図２は、半導体パッケージの基板面上のボンディングパッドの配置の一例を示す図である。半導体チップＣは、半導体パッケージＳの基板面上の中央部付近に装着されている。半導体チップＣは四角形状を有しており、チップパッドＣＰも四角形状を構成するように並んでいる。

ここで、半導体パッケージＳの基板面を、該半導体パッケージＳの基板面上における対角線、すなわち、図中、点線で示す境界線を用いて４つの領域に分割して考える。四角形状の半導体チップＣの輪郭（すなわち周縁）付近に一列に並ぶチップパッドＣＰは、該一列に並ぶチップパッドＣＰと同じ領域に属するボンディングパッドＢＰに対して配線（図示せず）を介して接続される。また、同じく一列に並ぶボンディングパッドＢＰから、該一列に並ぶボンディングパッドＢＰと同じ領域に属する半導体パッケージＳの輪郭Ｒ（すなわち周縁）の方向へ向かって、配線（図示せず）が設けられる。半導体パッケージＳの周縁部分には、半導体パッケージＳの輪郭Ｒの方向に直交する向きにメッキ引き出し線（図示せず）が引き出される。なお、半導体パッケージＳの周縁部分にメッキ引き出し線が設けられない場合もあるが、この場合は、半導体パッケージＳの周縁部分においては配線そのものが半導体パッケージの輪郭Ｒの方向に直交する向きに設けられる。以下に説明する本発明の実施例では、図２を参照して説明した４つの領域のうちの１つの領域における自動配線整形について説明するが、他の３つの領域の場合についても同様に適用できる。

本発明の実施例として、半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線を、所定の基準線に対して「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分の組合せからなる配線（いわゆる「斜め４５度配線」）に、整形する場合について説明する。この場合は、所定の基準線と平行な辺を有する等角八角形を設定し、この等角八角形のいずれかの辺上に配線が重なることになるように既存配線の位置を修正する。本発明において配線整形に等角八角形を用いるのは、等角八角形の内角は全て１３５度であり、このような等角八角形の辺上に重なるように配線を設定すれば、その配線は必ず「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の配線となるからである。

図３は本発明の実施例で用いられる座標軸を定義する図であり、図４は本発明の実施例における配線の方向を定義する図である。本実施例では、半導体パッケージＳの基板面上において図示のようにｘｙ座標軸を定義する。そして、ｘ軸正の方向を０度方向、ｙ軸正の方向を９０度方向、ｘ軸負の方向を１８０度方向、ｙ軸負の方向を２７０度方向といったように、半導体パッケージＳの基板面上における配線の方向を定義する。

ここで、上記所定の基準線を０度方向にとると、「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）方向に沿うように設けられた配線は、実質的には、図４（ｂ）に示す０度配線、図４（ｃ）に示す４５度配線、図４（ｄ）に示す９０度配線、および、図４（ｅ）に示す１３５度配線に集約される。なお、１３５度配線は４５度配線（斜め４５度配線）と同質のものであると一般的には取り扱われているものである。本発明による実施例では、上記所定の基準線を、半導体パッケージの輪郭の４辺のうちの、整形対象である既存配線の引き出し先である一辺に設定する。

本発明の実施例では、半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線を、当該既存配線に隣接する他の既存配線、ビアもしくは障害物との間においてクリアランスが確保されるように既に配線設計された配線であるとする。一例を挙げると図５の通りである。図５は、半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線の一例を示す図である。以降、添付される図面において配線が図示される場合は、その配線は、半導体パッケージの基板面上における配線の少なくとも一部について図示するものとする。また、図６は、本明細書に添付された図面において表記されるビア、ボンディングパッドおよび配線の凡例を説明する図である。以降、ビア、ボンディングパッドおよび／または配線に関する図面については、図６が適用されるものとする。図５に示すように、一列に並ぶボンディングパッドから、半導体パッケージの輪郭の方向に向かって、任意方向に（すなわち任意角度で）、直線および曲線の組合せからなる既存配線が配線されている。既存配線は半導体パッケージの輪郭Ｒと直交するように設けられる。また、接続する必要の無いビアとの交差を回避するために、当該ビア付近における配線は、曲線からなる。

図７は、本発明の実施例による自動配線整形方法の動作フローを示すフローチャートである。

ステップＳ１０１では、ビアもしくは障害物に対するクリアランスを確保する位置を示すクリアランス円に外接する等角八角形を、該等角八角形の一辺が所定の基準線と平行となるように設定する。上述のように、本発明による実施例では、上記所定の基準線を、半導体パッケージの輪郭の４辺のうちの、整形対象である既存配線の引き出し先である一辺に設定するが、以下の各ステップの処理における「所定の基準線」とはこの半導体パッケージの輪郭を意味する。なお、等角八角形は円に外接するように設定されるので、正八角形となる。

図８は、本発明の実施例における、クリアランス円に対する等角八角形の設定について説明する図である。ここでは、図８（ａ）に示すように、ビアＶ１およびＶ２に対するクリアランスを確保する位置を示すクリアランス円Ｅ１およびＥ２が点線の円で示され、ビアＶ１とビアＶ２との間を通る既存配線Ｗが、これらビアＶ１およびＶ２付近では、クリアランス円Ｅ１およびＥ２上に重なるように配線されている場合を考える。すなわちこの場合、ビアＶ１およびＶ２付近では、既存配線Ｗは曲線形状を有する。このとき、図８（ｂ）に示すように、ビアＶ１に対しては、等角八角形Ｈ１が、ビアＶ１に対するクリアランスを確保する位置を示すクリアランス円Ｅ１に外接しなおかつ等角八角形Ｈ１の一辺が半導体パッケージの輪郭線Ｒと平行となるように、設定される。また、図８（ｂ）に示すように、ビアＶ２に対しては、等角八角形Ｈ２が、ビアＶ２に対するクリアランスを確保する位置を示すクリアランス円Ｅ２に外接しなおかつ等角八角形Ｈ２の一辺が半導体パッケージの輪郭線Ｒと平行となるように、設定される。なお、等角八角形の一辺が半導体パッケージの輪郭線と平行となるように設定するのは、上述したようにメッキ引き出し線は半導体パッケージの輪郭Ｒと直交するように設けられるので、したがってメッキ引き出し線に続く配線について４５度配線を実現するために用いられる等角八角形も、その角度に適応した向きに設定する必要があるからであり、また、設定した等角八角形の向きに統一が取れていないと結局のところ基板面全体に亘って４５度配線を実現することができなくなるからである。

なお、図８（ａ）の例では、既存配線Ｗが、ビアＶ１およびＶ２付近では、クリアランス円Ｅ１およびＥ２上に重なるように配線されているので、この付近の既存配線Ｗは円弧状であり、したがって、クリアランス円Ｅ１およびＥ２は、この円弧を円に復元したものと言い換えることもできる。なお、クリアランス円上に重なるように配線されてある既存配線は、本発明により、対応する等角八角形のいずれかの辺上に重なるようにその位置が変更されるが、等角八角形はクリアランス円に外接するように設定されたものであるので、位置の変更自体はそれほど大きなものとはならない。

図７に戻ると、ステップＳ１０２では、互いに隣接するビア間、障害物間またはビアと障害物との間を通過する直線状の既存配線が存在するか否か、すなわち、既存配線がこれらの間を、曲線ではなく直線線分の形で通過するか否かが判定される。直線線分で通過すると判定された場合はステップＳ１０３へ進み、そうでない場合はステップＳ１０５へ進む。ステップＳ１０３では、既存配線の当該直線線分に近接するビア（もしくは障害物）を検索する。

ステップＳ１０４では、互いに隣接するビア間、障害物間またはビアと障害物との間を通過する線分を有する既存配線に対して、当該線分に最も近い位置に存在するすなわち近接するビアもしくは障害物の中心位置に中心を有するとともに当該線分に接する円、に外接する等角八角形を、該等角八角形の一辺が所定の基準線と平行となるように設定する。なお、この場合も、等角八角形は円に外接するように設定されるので、正八角形となる。

図９は、本発明の実施例における、互いに隣接するビア間を通過する線分を有する既存配線に対して設定される等角八角形について説明する図である。ここでは、図９（ａ）に示すように、ビアＶ１とビアＶ２との間を、直線状の既存配線Ｗが通過する場合を考える。このとき、図９（ｂ）に示すように、ビアＶ１およびビアＶ２のうち、既存配線Ｗの直線線分に最も近い位置に存在するすなわち近接するのはビアＶ１である。したがって、等角八角形Ｈ１が、ビアＶ１の中心位置に中心を有するとともに当該直線線分に接する円Ｅ１に外接しなおかつ等角八角形Ｈ１の一辺が半導体パッケージの輪郭線Ｒと平行となるように、設定される。

図７に戻ると、ステップＳ１０５では、既存配線の線分が当該既存線分に対応する等角八角形と交差する際に、該既存配線の線分が、当該等角八角形と既存線分との交点において、所定の基準線に対して４５度以上１３５度以下の角度を有して位置するか否かを判定する。ステップＳ１０５の処理は、ステップＳ１０１において設定された等角八角形およびステップＳ１０４において設定された等角八角形の、両方の等角八角形について実行される。

ステップＳ１０５において当該既存線分の線分が４５度以上１３５度以下の角度を有して位置すると判定された場合は、ステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６では、当該既存配線の線分とこれに対応して設定された等角八角形との交点の近傍の、該等角八角形の辺のうち所定の基準線に対して９０度方向の辺を選択する。

一方、ステップＳ１０５において当該既存線分の線分が４５度以上１３５度以下の角度を有して位置しないと判定された場合は、ステップＳ１１２へ進む。この場合は、既存配線の線分が当該既存線分に対応する等角八角形と交差する際に、該既存配線の線分が、当該等角八角形と既存線分との交点において、所定の基準線に対して０度以上４５度以下もしくは１３５度以上１８０度以下の角度を有して位置することを意味する。ステップＳ１１２では、当該既存配線の線分とこれに対応して設定された等角八角形との交点の近傍の、該等角八角形の辺のうち所定の基準線に対して４５度方向の辺もしくは１３５度方向の辺を選択する。

図１０は、本発明の実施例において、既存配線の線分が当該既存線分に対応する等角八角形と交差する際の所定の基準線に対する角度の判定、および、それに伴う等角八角形の辺の選択について説明する図である。すなわち、図１０は上記ステップＳ１０５、Ｓ１０６およびＳ１１２の処理の具体例を示すものである。図１０（ａ）に示す例では、既存配線Ｗ１が、対応する等角八角形Ｈ１と交差する際に半導体パッケージの輪郭Ｒに対して４５度以上１３５度以下の角度で交差している。したがって、等角八角形Ｈ１の９０度方向の辺を選択する。一方、図１０（ｂ）に示す例では、既存配線Ｗ２が、対応する等角八角形Ｈ２と交差する際に半導体パッケージの輪郭Ｒに対して０度以上４５度以下の角度で交差している。したがって、等角八角形Ｈ２の４５度方向の辺を選択する。

図７に戻ると、ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６において選択した９０度方向の辺を、必要に応じて所定の長さだけ延長もしくは短縮する。選択した９０度方向の辺が延長もしくは短縮されるのは、後述するようにクリアランス要件を満たすようにするためか、あるいはユーザが任意に該所定の長さを設定するような場合である。したがって、ステップＳ１０７においては、選択した９０度方向の辺が変更されない場合もあり得る。次いで、ステップＳ１０８において、既存配線の略配線方向に互いに隣接する２つの等角八角形に基づいてステップＳ１０７によって得られた２つの線分である９０度方向の辺の間を、所定の基準線に対して４５度もしくは１３５度方向の線分で結線する。そして、選択した９０度方向の辺およびこれらの辺を結線するための４５度もしくは１３５度方向の線分に重なるように、修正後の配線を設定する。

図１１は、本発明の実施例において、２つの９０度方向の辺の間の結線について説明する図である。すなわち、図１１は上記ステップＳ１０８の処理の具体例を示すものである。図１１（ａ）に示すように９０度方向の辺Ｆ１と９０度方向の辺Ｆ２との間を半導体パッケージの輪郭Ｒに対して４５度方向の線分Ｇ１で結線するか、あるいは、図１１（ｂ）に示すように９０度方向の辺Ｆ３と９０度方向の辺Ｆ４との間を半導体パッケージの輪郭Ｒに対して１３５度方向の線分Ｇ２で結線する。４５度方向の線分で結線するかあるいは１３５度方向の線分で結線するかは、半導体パッケージの輪郭Ｒに沿う方向における、２つの等角八角形の９０度方向の辺の位置関係による。ただし、図１１（ｃ）に示すように、９０度方向の辺Ｆ５と９０度方向の辺Ｆ６が、略配線方向において重なり合うような場合には結線は行わず、この場合は２つの等角八角形の９０度方向の辺Ｆ５および９０度方向の辺Ｆ６のいずれか一方もしくは両方を短縮した後に結線を行う。

図７に戻ると、ステップＳ１１３では、ステップＳ１１２において選択した４５度もしくは１３５度方向の辺を、必要に応じて所定の長さだけ延長もしくは短縮する。選択した４５度もしくは１３５度方向の辺が延長もしくは短縮される理由は、ステップＳ１０７に関して上述した通りである。ステップＳ１１３においては、選択した４５度もしくは１３５度方向の辺が変更されない場合もあり得る。次いで、ステップＳ１１４において、既存配線の略配線方向に互いに隣接する２つの等角八角形に基づいてステップＳ１１３によって得られた２つの線分である９０度方向の辺の間を、所定の基準線に対して９０度の方向の線分で結線する。そして、選択した４５度もしくは１３５度方向の辺およびこれらの辺を結線するための０度もしくは９０度方向の線分に重なるように、修正後の配線を設定する。

図１２は、本発明の実施例において、２つの４５度もしくは１３５度方向の辺の間の結線について説明する図である。すなわち、図１２は上記ステップＳ１１４の処理の具体例を示すものであり、一例として、２つの４５度方向の辺の間の結線について説明する。図１２（ａ）に示すように４５度方向の辺Ｆ１と４５度方向の辺Ｆ２との間を半導体パッケージの輪郭Ｒに対して０度方向の線分Ｇ１で結線するか、あるいは、図１２（ｂ）に示すように４５度方向の辺Ｆ３と４５度方向の辺Ｆ４との間を半導体パッケージの輪郭Ｒに対して９０度方向の線分Ｇ２で結線する。０度方向の線分で結線するかあるいは９０度方向の線分で結線するかは、２つの等角八角形の４５度方向の辺の位置関係による。ただし、図１２（ｃ）に示すように、４５度方向の辺Ｆ５と４５度方向の辺Ｆ６とが、略配線方向において重なり合うような場合には結線は行わず、この場合に２つの等角八角形の４５度方向のいずれか一方もしくは両方を短縮した後に結線を行う。

図７に戻ると、ステップＳ１０９では、選択した９０度方向の辺およびこれらの辺を結線するための４５度もしくは１３５度方向の線分に重なるように既存配線の位置を修正して得られる修正後の配線が、該配線に隣接する他の配線、ビアもしくは障害物との間においてクリアランスが確保できるか否かを検査する。クリアランスを確保できる場合は処理を終了する。クリアランスを確保できない場合は、少なくともクリアランスが確保されるよう、ステップＳ１１０において４５度もしくは１３５度方向の線分をオフセットし、ステップＳ１１２において９０度方向の辺を延長もしくは短縮する。ここで、ステップＳ１１０における４５度もしくは１３５度方向の線分のオフセットとは、４５度もしくは１３５度方向の線分を略配線方向に平行移動させることである。

一方、ステップＳ１１５では、選択した４５度もしくは１３５度方向の辺およびこれらの辺を結線するための０度もしくは９０度方向の線分に重なるように既存配線の位置を修正して得られる修正後の配線が、該配線に隣接する他の配線、ビアもしくは障害物との間においてクリアランスが確保できるか否かを検査する。クリアランスを確保できる場合は処理を終了する。クリアランスを確保できない場合は、少なくともクリアランスが確保されるよう、ステップＳ１１６において０度もしくは９０度方向の線分をオフセットし、ステップＳ１１７において４５度もしくは１３５度方向の辺を延長もしくは短縮する。ここで、ステップＳ１１６における０度もしくは９０度方向の線分のオフセットとは、０度もしくは９０度方向の線分を略配線方向に平行移動させることである。

図１３は、本発明の実施例において、２つの等角八角形の辺の延長もしくは短縮について説明する図である。選択した等角八角形の辺が延長もしくは短縮されるのは、上述したように、既存配線の位置を、選択した辺およびこれらの辺を結線するための線分に重なるように修正したにもかかわらず、この修正後の配線では、隣接する他の配線、ビアもしくは障害物に対するクリアランスを確保することができない場合の他に、あるいはユーザが等角八角形の辺を任意に延長もしくは短縮するような場合もある。図１３（ａ）に示す例では等角八角形Ｅ１の４５度方向の辺Ｆ１をｌ１だけ延長し、等角八角形Ｅ２の４５度方向の辺Ｆ２をｌ２だけ延長し、図１３（ｂ）に示す例では等角八角形Ｅ１の４５度方向の辺Ｆ１をｌ３だけ延長するが、等角八角形Ｅ２の４５度方向の辺Ｆ２については延長していない。

図１４は、本発明の実施例による自動配線整形処理の結果を例示する図である。図中、既存配線を太い点線で示し、修正後の配線を太い実線で示す。既存配線の線分が当該既存線分に対応する等角八角形と交差する際の、半導体パッケージの輪郭Ｒに対する角度によって、上述したように既存配線の修正のされ方が異なるのが図示されている。

以上説明した一連の処理を各既存配線について実行することで、半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる全ての既存配線を、所定の基準線に対して「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分の組合せからなる配線（いわゆる「４５度配線」）に整形することができる。図１５は、図５に示す半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線に対して、本発明の実施例による自動配線処理を適用した結果を示す図である。任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線が、「４５度配線」に整形されていることが示されている。

なお、本発明の実施例では、等角八角形を用いて、任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線を、所定の基準線に対して「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分の組合せからなる配線（いわゆる「斜め４５度配線」）に、整形した。この変形例として、任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線を、所定の基準線に対して例えば、「２２．５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分の組合せからなる配線（「斜め２２．５度配線」）に整形する場合には、等角十六角形を用いればよい。このように等角十六角形を用いるのは、等角十六角形の内角は全て１５７．５度であり、このような等角十六角形の辺上に重なるように配線を設定すれば、その配線は必ず「２２．５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の配線となるからである。また例えば「１１．２５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分の組合せからなる配線（「斜め１１．２５度配線」）に整形する場合には、等角三十二角形を用いればよい。また例えば「６０」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分の組合せからなる配線（「斜め６０度配線」）に整形する場合には、等角十二角形を用いればよい。このように、配線方向に応じて等角多角形を設定すれば、容易に所望の方向の線分からなる配線を実現することができる。

また、本発明は、任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線がどのような方法で予め配線設計されていても適用することができる。例えば、特開２００２−０８３００６号公報（すなわち上記特許文献５）に記載された発明に基づき配線を設計した場合に本発明を適用するには、「ビアの周辺部に設計ルールに基づいて発生させた円弧」を円に復元し、等角八角形を設定すればよい。

上述した本実施例による自動配線整形装置は、コンピュータを用いて実現される。図１６は、記録媒体に格納されたプログラムにより動作する本発明の実施例の自動配線整形装置の構成を示すブロック図である。

本発明による自動配線整形をコンピュータに実行させるプログラムは、図１６に示すように、記憶媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ等の外部記憶媒体）１１０に格納されており、例えば、次に説明するような構成によるコンピュータにインストールされて自動配線整形装置として動作する。

ＣＰＵ１１１は、自動配線整形装置全体を制御する。このＣＰＵ１１１に、バス１１２を介してＲＯＭ１１３、ＲＡＭ１１４、ＨＤ（ハードディスク装置）１１５、マウスやキーボード等の入力装置１１６、外部記憶媒体ドライブ装置１１７およびＬＣＤ、ＣＲＴ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ等の表示装置１１８が接続されている。ＣＰＵ１１１の制御プログラムはＲＯＭ１１３に格納されている。

本発明による自動配線整形処理を実行するプログラム（自動配線整形処理プログラム）は、記憶媒体１１０からＨＤ１１５にインストール（記憶）される。また、ＲＡＭ１１４には、自動配線整形処理をＣＰＵ１１１が実行する際の作業領域や、自動配線整形処理を実行するプログラムの一部が記憶される領域が確保されている。また、ＨＤ１１５には、入力データ（例えば、任意方向に配線設計された既存配線に関するデータ）、最終データ（例えば、本発明による修正後の配線に関するデータ）、さらにＯＳ（オペレーティングシステム）等が予め記憶される。

まず、コンピュータの電源を投入すると、ＣＰＵ１１１がＲＯＭ１１０から制御プログラムを読み出し、さらにＨＤ１１５からＯＳを読み込み、ＯＳを起動させる。これによりコンピュータは自動配線整形処理プログラムを記憶媒体１１０からインストール可能な状態となる。

次に、記憶媒体１１０を外部記憶媒体ドライブ装置１１７に装着し、入力装置１１６から制御コマンドをＣＰＵ１１１に入力し、記憶媒体１１０に格納された自動配線整形処理プログラムを読み取ってＨＤ１１５等に記憶する。つまり自動配線整形処理プログラムがコンピュータにインストールされる。

その後は、自動配線整形処理プログラムを起動させると、コンピュータは自動配線整形装置として動作する。オペレータは、表示装置１１８に表示される対話形式による作業内容と手順に従って、入力装置１１６を操作することで、上述した自動配線整形処理を実行することができる。処理の結果得られた「修正後の配線に関するデータ」は、例えば、ＨＤ１１５に記憶しておいて後日利用できるようにしたり、あるいは、処理結果を表示装置１１８に視覚的に表示するのに用いてもよい。

なお、図１６のコンピュータでは、記憶媒体１１０に記憶されたプログラムをＨＤ１１５にインストールするようにしたが、これに限らず、ＬＡＮ等の情報伝送媒体を介して、コンピュータにインストールされてもよいし、コンピュータに内蔵のＨＤ１１５に予めインストールされておいてもよい。

本発明によれば、半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線を、所定の基準線に対して特定の角度例えば「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分の組合せからなる配線に、整形する処理を、コンピュータ演算処理により短時間で自動的に実行することができる。本発明は、ＣＳＰ、ＰＢＧＡ、ＥＢＧＡ、ＨＤＳなど各種半導体パッケージの製品設計に適用することができる。

本発明による自動配線整形装置の原理ブロック図である。 半導体パッケージの基板面上のボンディングパッドの配置の一例を示す図である。 本発明の実施例で用いられる座標軸を定義する図である。 本発明の実施例における配線の方向を定義する図である。 半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線の一例を示す図である。 本明細書に添付された図面において表記されるビア、ボンディングパッドおよび配線の凡例を説明する図である。 本発明の実施例による自動配線整形方法の動作フローを示すフローチャートである。 本発明の実施例における、クリアランス円に対する等角八角形の設定について説明する図である。 本発明の実施例における、互いに隣接するビア間を通過する線分を有する既存配線に対して設定される等角八角形について説明する図である。 本発明の実施例において、既存配線の線分が当該既存線分に対応する等角八角形と交差する際の所定の基準線に対する角度の判定、および、それに伴う等角八角形の辺の選択について説明する図である。 本発明の実施例において、２つの９０度方向の辺の間の結線について説明する図である。 本発明の実施例において、２つの４５度もしくは１３５度方向の辺の間の結線について説明する図である。 本発明の実施例において、２つの等角八角形の辺の延長もしくは短縮について説明する図である。 本発明の実施例による自動配線整形処理の結果を例示する図である。 図５に示す半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線に対して、本発明の実施例による自動配線処理を適用した結果を示す図である。 記録媒体に格納されたプログラムにより動作する本発明の実施例の自動配線整形装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 自動配線整形装置
１１ 第１の設定手段
１２ 第２の設定手段
１３ 第１の修正手段
１４ 第２の修正手段
１１０ 記録媒体
１１１ ＣＰＵ
１１２ バス
１１３ ＲＯＭ
１１４ ＲＡＭ
１１５ ハードディスク装置（ＨＤ）
１１６ 入力装置
１１７ 外部記録媒体ドライブ装置
１１８ 表示装置

Claims (6)

1. 半導体パッケージの基板面上において任意方向に配線設計された直線および／または曲線からなる既存配線を、所定の基準線に対して「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分の組合せからなる配線に、演算処理によりに自動的に整形する自動配線整形装置あって、
   ビアもしくは障害物に対するクリアランスを確保する位置を示すクリアランス円に外接する等角八角形を、該等角八角形の一辺が前記所定の基準線と平行となるように設定する第１の設定手段と、
   互いに隣接するビア間、障害物間またはビアと障害物との間を通過する線分を有する既存配線に対して、当該線分に最も近い位置に存在するビアもしくは障害物の中心位置に中心を有するとともに当該線分に接する円、に外接する等角八角形を、該等角八角形の一辺が前記所定の基準線と平行となるように設定する第２の設定手段と、
   前記ビアもしくは障害物付近に位置する前記既存配線について、当該ビアもしくは障害物に対して前記第１の設定手段もしくは前記第２の設定手段によって設定された前記等角八角形のいずれかの辺上に配線が重なることになるように修正する第１の修正手段と、
   前記第１の修正手段が前記既存配線の略配線方向に互いに隣接する前記等角八角形に基づいて前記既存配線について修正することで得られた２つの線分の間を、前記所定の基準線に対して「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分で結線する第２の修正手段と、
   を備え、
   前記第１の修正手段によって得られた前記２つの線分と、前記第２の修正手段によって得られた前記「４５×ｎ」度（ただし、ｎは整数）の方向の線分と、の組合せからなる配線を、修正後の配線として確定する自動配線整形装置において、
   前記第１の修正手段は、
   対応する前記等角八角形と交差する前記既存配線の線分が、当該等角八角形と前記既存線分との交点において、前記所定の基準線に対して４５度以上１３５度以下の角度を有して位置するか否かを判定する判定手段と、
   前記既存線分の線分が４５度以上１３５度以下の角度を有して位置すると前記判定手段が判定した場合は、当該既存配線の線分とこれに対応して設定された前記等角八角形との交点の近傍の、該等角八角形の辺のうち前記所定の基準線に対して９０度方向の辺を選択し、それ以外の場合は、当該既存配線の線分とこれに対応して設定された前記等角八角形との交点の近傍の、該等角八角形の辺のうち前記所定の基準線に対して４５度もしくは１３５度方向の辺を選択する選択手段と、を備え、かつ、
   前記選択手段が選択した辺に重なる線分を、前記第１の修正手段によって得られた前記２つの線分として確定することを特徴とする自動配線整形装置。
2. 前記第１の修正手段は、前記選択手段が選択した辺を所定の長さだけ延長もしくは短縮する変更手段をさらに備え、該変更手段が延長もしくは短縮した辺に重なる線分を、前記第１の修正手段によって得られた前記２つの線分として確定する請求項１に記載の自動配線整形装置。
3. 前記第１の修正手段および前記第２の修正手段によって確定された修正後の配線が、該配線に隣接する他の配線、ビアもしくは障害物との間においてクリアランスが確保できるか否かを検査するクリアランス検査手段と、
   前記第１の修正手段および前記第２の修正手段によって確定された修正後の配線では前記クリアランスを確保できないと前記クリアランス検査手段が判定した場合、少なくとも前記クリアランスが確保されるよう、前記修正後の配線の位置をさらに修正するオフセット手段と、
   をさらに備える請求項２に記載の自動配線整形装置。
4. 前記オフセット手段は、前記変更手段により前記辺の長さを調整することによって、前記クリアランスが確保されるよう前記修正後の配線の位置をさらに修正する請求項３に記載の自動配線整形装置。
5. 前記所定の基準線は、前記半導体パッケージの輪郭の４辺のうちの、整形対象である前記既存配線の引き出し先である一辺である請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動配線整形装置。
6. 前記既存配線は既に、該既存配線に隣接する他の既存配線、ビアもしくは障害物との間においてクリアランスが確保されている配線である請求項１〜４に記載の自動配線整形装置。

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