JP5928220B2 - Electrical characteristic extraction method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、複数の半導体チップを搭載した半導体パッケージを精度良くモデル化することに関する。   The present invention relates to accurately modeling a semiconductor package on which a plurality of semiconductor chips are mounted.

近年の電子機器の高速化、大容量化に伴い、以下のチップ間接続で10GBpsを越える超ワイドバンド幅を必要とする伝送が要求されるようになってきた。   With the recent increase in speed and capacity of electronic devices, transmission that requires an ultra-wide bandwidth exceeding 10 Gbps with the following chip-to-chip connection has been required.

・ロジックチップ(logicチップ)とロジックチップ間
・ロジックチップとワイドバンドメモリ(wide band memory)チップ間
これを実現する手法の一つとして、複数チップをインタポーザ(中継基板)を介して接続し、1つのパッケージ(PKG)に実装した2.5次元実装モジュールが用いられる。
-Between a logic chip (logic chip) and a logic chip-As a technique for realizing this between a logic chip and a wide band memory (wide band memory) chip, a plurality of chips are connected via an interposer (relay substrate). A 2.5-dimensional mounting module mounted on one package (PKG) is used.

特開2010−205004号公報JP 2010-205004 A 特開2007−004418号公報JP 2007-004418 A 特開2008−082842号公報JP 2008-082842 A 特開2000−028665号公報JP 2000-028665 A

しかしながら、図1に示すように、ロジックチップ2cとワイドバンドのメモリチップ(又はロジックチップ)2dとが一つの半導体パッケージ2aとして搭載された2.5次元実装モジュール7におけるチップ間伝送は、バス2e(超多バス)による数百本以上の信号を用いた伝送を行う技術が要求されるようになり、半導体パッケージの配線技術では実現が困難である。   However, as shown in FIG. 1, inter-chip transmission in a 2.5-dimensional mounting module 7 in which a logic chip 2c and a wideband memory chip (or logic chip) 2d are mounted as one semiconductor package 2a is performed by a bus 2e. A technique of performing transmission using hundreds or more signals by (super multi-bus) is required, and it is difficult to realize it by a semiconductor package wiring technique.

そこで、シリコンプロセスにより製造されたインタポーザ(シリコンインターポーザ2b)を用いた微細再配線(RDL:Re Distributed Line)技術による伝送が注目されている。   Therefore, attention is paid to transmission by a fine redistribution (RDL) technique using an interposer (silicon interposer 2b) manufactured by a silicon process.

チップ間を数mm以上、1ピン当たり数百Mbps以上で伝送する場合、RDLを伝送線路として考え、電気特性を精度良く抽出しモデル化する必要がある。   When transmitting between chips of several millimeters or more and several hundred Mbps or more per pin, it is necessary to consider RDL as a transmission line and extract and model electrical characteristics with high accuracy.

よって、本発明の目的は、複数の半導体チップを搭載した半導体パッケージを精度良くモデル化することである。   Therefore, an object of the present invention is to accurately model a semiconductor package on which a plurality of semiconductor chips are mounted.

開示の技術は、コンピュータによって実行される電気特性抽出方法であって、記憶部に格納された、仮想グランド面が挿入されたシリコンインタポーザ上に複数のチップを単層で配置した単層で半導体パッケージに関するシミュレーションデータを読み込み、前記仮想グランド面の第1のインダクタンス値を抽出して前記記憶部に格納し、前記複数のチップ間を接続する信号線と前記仮想グランド面の第2のインダクタンス値を抽出して前記記憶部に格納し、前記記憶部から前記第1のインダクタンス値と前記第2のインダクタンス値とを読み込んで、該第2のインダクタンス値から該第1のインダクタンス値を差し引くことによって該第2のインダクタンス値を補正して、前記複数のチップ間の信号線のインダクタンス値を取得する。   The disclosed technology is an electrical characteristic extraction method executed by a computer, and a single-layer semiconductor package in which a plurality of chips are arranged in a single layer on a silicon interposer in which a virtual ground plane is inserted, which is stored in a storage unit The first inductance value of the virtual ground plane is extracted and stored in the storage unit, and the signal line connecting the plurality of chips and the second inductance value of the virtual ground plane are extracted. And storing the first inductance value and the second inductance value from the storage unit, and subtracting the first inductance value from the second inductance value. 2 is corrected to obtain the inductance value of the signal line between the plurality of chips.

また、上記課題を解決するための手段として、電気特性抽出装置、コンピュータに該電気特性抽出装置として機能させるためのプログラム、及び、そのプログラムを記録した記録媒体とすることもできる。   Further, as means for solving the above-described problems, an electrical characteristic extraction device, a program for causing a computer to function as the electrical characteristic extraction device, and a recording medium on which the program is recorded can be used.

開示の技術では、シリコンインタポーザを介して接続される複数の半導体チップを単層で搭載した半導体パッケージにおいて、複数のチップ間の信号線のインダクタンス値を精度良く抽出するため、RLC等の等価回路モデルを精度良く作成することができる。   In the disclosed technique, an equivalent circuit model such as RLC is used to accurately extract the inductance value of a signal line between a plurality of chips in a semiconductor package in which a plurality of semiconductor chips connected via a silicon interposer are mounted in a single layer. Can be created with high accuracy.

2.5次元実装モジュールの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a 2.5-dimensional mounting module. 配線図面例を示す図である。It is a figure which shows the example of wiring drawing. 単層RDL自己/相互インダクタンス(L)分布の例を示す図である。It is a figure which shows the example of single layer RDL self / mutual inductance (L) distribution. 2.5次元電磁界ソルバーの原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of a 2.5-dimensional electromagnetic field solver. 電気特性抽出装置のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of an electrical property extraction apparatus. 電気特性抽出装置の機能構成例を示す図である。It is a figure which shows the function structural example of an electrical property extraction apparatus. 入力部による処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process by an input part. 仮想グランド面設定部による処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process by the virtual ground plane setting part. 高さ設定部40による処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process by the height setting part. 仮想グランド面挿入部による処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process by a virtual ground plane insertion part. 第1抽出部による処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process by a 1st extraction part. 第2抽出部による処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process by a 2nd extraction part. 補正計算部による処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process by a correction | amendment calculation part. ステップS82での補正計算方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the correction calculation method in step S82. 結果出力部による処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process by a result output part. 等価回路モデルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of an equivalent circuit model. 波形解析の比較結果を示す図である。It is a figure which shows the comparison result of a waveform analysis. 処理能力の比較結果を示す図である。It is a figure which shows the comparison result of processing capability.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。SiP(System in a Package)では、複数のチップ間の配線を担うシリコンインタポーザが実装される。シリコンインタポーザは複数層で設計及び製造可能であるが、マスク費用等のコストを抑えるため、単層で設計及び製造する必要がある。例えば、図1に示すような2.5次元実装モジュール7が設計される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In SiP (System in a Package), a silicon interposer for wiring between a plurality of chips is mounted. Although the silicon interposer can be designed and manufactured with a plurality of layers, it needs to be designed and manufactured with a single layer in order to reduce costs such as mask costs. For example, a 2.5-dimensional mounting module 7 as shown in FIG. 1 is designed.

2.5次元実装モジュール7を用いた設計において、単層に配線されたRDL(微細再配線:Re Distributed Line)(以下、単に、単層RDLと言う。)の電気特性を抽出する場合、3次元電磁界シミュレータを使用するのが一般的である。   In the design using the 2.5-dimensional mounting module 7, when extracting electrical characteristics of RDL (Re-distributed Line) (hereinafter simply referred to as single-layer RDL) wired in a single layer, 3 It is common to use a dimensional electromagnetic simulator.

図2は、配線図面例を示す図である。数百本以上の信号の電気特性を3次元電磁界シミュレータで一括抽出する場合、抽出時間が莫大にかかる、現実的な時間で抽出出来ない、又は、収束性が非常に悪い等が起こり得る。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a wiring drawing. When the electrical characteristics of several hundred or more signals are collectively extracted by a three-dimensional electromagnetic field simulator, extraction time may be enormous, extraction may not be possible in a realistic time, or convergence may be very poor.

その対処方法として、例えば、図2に示す配線図面3から、ロジックチップ2cとメモリチップ2dとの間のバス2eの一部分を切り出すことによって、切出した切出し部分3pに関して、3次元電磁界シミュレータで電気特性を抽出する。切出し部分3pに相当する配線情報が3次元電磁界シミュレータで電気特性を解析する対象となる。   As a countermeasure, for example, by cutting out a part of the bus 2e between the logic chip 2c and the memory chip 2d from the wiring diagram 3 shown in FIG. Extract characteristics. Wiring information corresponding to the cut-out portion 3p is a target for analyzing electrical characteristics with a three-dimensional electromagnetic field simulator.

図3は、単層RDL自己/相互インダクタンス(L)分布の例を示す図である。図3に示すように、自己インダクタンスを示す自己L3aと、周辺配線による相互インダクタンスを示す相互L3bの一部とが考慮されるが、切出し部分3pの大きさによっては、相互L3bの大部分が未考慮となり、配線間結合を正しく考慮できない場合がある。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a single-layer RDL self / mutual inductance (L) distribution. As shown in FIG. 3, the self L3a indicating the self-inductance and a part of the mutual L3b indicating the mutual inductance due to the peripheral wiring are considered. However, depending on the size of the cutout portion 3p, most of the mutual L3b is not yet present. Therefore, there is a case where the coupling between wirings cannot be properly considered.

一方、大規模信号配線モデルを高速に抽出するツールとして、2.5次元電磁界ソルバーがあるが、信号の電気特性を正しく抽出するには必ず信号線下層にグランドベタ面を必要とする。   On the other hand, as a tool for extracting a large-scale signal wiring model at high speed, there is a 2.5-dimensional electromagnetic field solver. However, a ground plane is always required below the signal line in order to correctly extract the electrical characteristics of the signal.

図4は、2.5次元電磁界ソルバーの原理を説明するための図である。図4(A)において、信号4bとグランドベタ面4aとが図4(B)に示すように電磁界分布の通り均一の場合、XY面で生成したメッシュをZ方向にスイープすることで(図4(C))、メッシュ数を低減し且つ高速な電磁界解析が実行可能である。これが、2.5次元電磁界ソルバーの原理である。   FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the 2.5-dimensional electromagnetic field solver. In FIG. 4A, when the signal 4b and the ground plane surface 4a are uniform according to the electromagnetic field distribution as shown in FIG. 4B, the mesh generated on the XY plane is swept in the Z direction (FIG. 4 (C)), the number of meshes can be reduced and high-speed electromagnetic field analysis can be performed. This is the principle of the 2.5-dimensional electromagnetic field solver.

スリット等が入り、信号4b下でグランドベタ面4aがなくなった場合、電磁界分布は不均一になりZ方向のメッシュ生成が必要となる。この場合、2.5次元電磁界ソルバーの精度は非常に悪くなり、3次元電磁界ソルバーで解析する必要がある。2.5次元電磁界ソルバーはグランドベタ面が無い単層RDLの電気特性抽出には不向きであるが、3次元電磁界ソルバーでは抽出時間が膨大にかかってしまう。   When a slit or the like is inserted and the ground plane 4a disappears under the signal 4b, the electromagnetic field distribution becomes non-uniform and mesh generation in the Z direction is required. In this case, the accuracy of the 2.5-dimensional electromagnetic field solver is very poor, and it is necessary to analyze with a three-dimensional electromagnetic field solver. The 2.5-dimensional electromagnetic field solver is not suitable for extracting the electric characteristics of the single-layer RDL having no ground plane, but the extraction time is enormous for the 3-dimensional electromagnetic field solver.

以下に、2.5次元電磁界ソルバーを効率的に用いて、グランドベタ面の無い単層RDLであっても、全配線を一括で精度を保持したまま電気特性の抽出を可能とし、且つ、短時間でシミュレーションを可能とする仕組みについて説明する。   Below, it is possible to extract electrical characteristics while maintaining the accuracy of all wirings at once, even in a single-layer RDL without a ground solid surface by using a 2.5-dimensional electromagnetic field solver efficiently, and A mechanism that enables simulation in a short time will be described.

本実施例に係る単層RDLの電気特性を自動に高速抽出する単層RDLの電気特性抽出処理を行う電気特性抽出装置は、図5に示すようなハードウェア構成を有する。図5において、電気特性抽出装置100は、コンピュータによって制御される端末であって、CPU(Central Processing Unit)11と、主記憶装置12と、補助記憶装置13と、入力装置14と、表示装置15と、出力装置16と、通信I/F(インターフェース)17と、ドライブ18とを有し、バスBに接続される。   The electrical property extraction apparatus for performing electrical property extraction processing of the single layer RDL that automatically extracts the electrical properties of the single layer RDL according to the present embodiment at high speed has a hardware configuration as shown in FIG. In FIG. 5, an electrical characteristic extraction device 100 is a terminal controlled by a computer and includes a CPU (Central Processing Unit) 11, a main storage device 12, an auxiliary storage device 13, an input device 14, and a display device 15. And an output device 16, a communication I / F (interface) 17, and a drive 18, which are connected to the bus B.

CPU11は、主記憶装置12に格納されたプログラムに従って電気特性抽出装置100を制御する。主記憶装置12には、RAM(Random Access Memory)等が用いられ、CPU11にて実行されるプログラム、CPU11での処理に必要なデータ、CPU11での処理にて得られたデータ等を格納する。また、主記憶装置12の一部の領域が、CPU11での処理に利用されるワークエリアとして割り付けられている。   The CPU 11 controls the electrical characteristic extraction device 100 according to a program stored in the main storage device 12. The main storage device 12 uses a RAM (Random Access Memory) or the like, and stores a program executed by the CPU 11, data necessary for processing by the CPU 11, data obtained by processing by the CPU 11, and the like. A part of the main storage device 12 is allocated as a work area used for processing by the CPU 11.

補助記憶装置13には、ハードディスクドライブが用いられ、各種処理を実行するためのプログラム等のデータを格納する。補助記憶装置13に格納されているプログラムの一部が主記憶装置12にロードされ、CPU11に実行されることによって、各種処理が実現される。記憶部130は、主記憶装置12及び/又は補助記憶装置13を有する。   The auxiliary storage device 13 uses a hard disk drive and stores data such as programs for executing various processes. A part of the program stored in the auxiliary storage device 13 is loaded into the main storage device 12 and executed by the CPU 11, whereby various processes are realized. The storage unit 130 includes the main storage device 12 and / or the auxiliary storage device 13.

入力装置14は、マウス、キーボード等を有し、ユーザが電気特性抽出装置100による処理に必要な各種情報を入力するために用いられる。表示装置15は、CPU11の制御のもとに必要な各種情報を表示する。出力装置16は、プリンタ等を有し、ユーザからの指示に応じて各種情報を出力するために用いられる。通信I/F17は、例えばインターネット、LAN(Local Area Network)等に接続し、外部装置との間の通信制御をするための装置である。   The input device 14 includes a mouse, a keyboard, and the like, and is used for a user to input various information necessary for processing by the electrical characteristic extraction device 100. The display device 15 displays various information required under the control of the CPU 11. The output device 16 has a printer or the like and is used for outputting various types of information in accordance with instructions from the user. The communication I / F 17 is a device that is connected to, for example, the Internet, a LAN (Local Area Network), etc., and controls communication with an external device.

電気特性抽出装置100によって行われる処理を実現するプログラムは、例えば、CD−ROM(Compact Disc Read-Only Memory)等の記憶媒体19によって電気特性抽出装置100に提供される。即ち、プログラムが保存された記憶媒体19がドライブ18にセットされると、ドライブ18が記憶媒体19からプログラムを読み出し、その読み出されたプログラムがバスBを介して補助記憶装置13にインストールされる。そして、プログラムが起動されると、補助記憶装置13にインストールされたプログラムに従ってCPU11がその処理を開始する。尚、プログラムを格納する媒体としてCD−ROMに限定するものではなく、コンピュータが読み取り可能な媒体であればよい。コンピュータ読取可能な記憶媒体として、CD−ROMの他に、DVDディスク、USBメモリ等の可搬型記録媒体、フラッシュメモリ等の半導体メモリであっても良い。   A program that realizes the processing performed by the electrical characteristic extraction apparatus 100 is provided to the electrical characteristic extraction apparatus 100 by a storage medium 19 such as a CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory). That is, when the storage medium 19 storing the program is set in the drive 18, the drive 18 reads the program from the storage medium 19, and the read program is installed in the auxiliary storage device 13 via the bus B. . When the program is activated, the CPU 11 starts its processing according to the program installed in the auxiliary storage device 13. The medium for storing the program is not limited to a CD-ROM, and any medium that can be read by a computer may be used. As a computer-readable storage medium, in addition to a CD-ROM, a portable recording medium such as a DVD disk or a USB memory, or a semiconductor memory such as a flash memory may be used.

図6は、電気特性抽出装置の機能構成例を示す図である。図6において、電気特性抽出部100は、入力部20と、電気特性抽出部120とを有する。電気特性抽出部120には、仮想グランド面設定部30と、高さ設定部40と、仮想グランド面挿入部50と、第1抽出部60と、第2抽出部70と、補正計算部80と、結果出力部90とが処理部として含まれている。処理部20、30、40、50、60、70、80、及び90は、CPU11が対応するプログラムを実行することによる処理によって実現される。   FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration example of the electrical characteristic extraction device. In FIG. 6, the electrical characteristic extraction unit 100 includes an input unit 20 and an electrical characteristic extraction unit 120. The electrical characteristic extraction unit 120 includes a virtual ground plane setting unit 30, a height setting unit 40, a virtual ground plane insertion unit 50, a first extraction unit 60, a second extraction unit 70, a correction calculation unit 80, The result output unit 90 is included as a processing unit. The processing units 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, and 90 are realized by processing by the CPU 11 executing a corresponding program.

電気特性抽出部100の記憶部130には、設定情報22、仮想グランド面挿入前のシミュレーションデータ24、仮想グランド面挿入後のシミュレーションデータ52、仮想グランド面のインダクタンス値62、RDL全信号の電気特性71、RDL全信号のインダクタンス値72、RDLインダクタンス値82、等価回路モデル92等が記憶される。   The storage unit 130 of the electrical characteristic extraction unit 100 stores setting information 22, simulation data 24 before insertion of the virtual ground plane, simulation data 52 after insertion of the virtual ground plane, inductance value 62 of the virtual ground plane, and electrical characteristics of all RDL signals. 71, an inductance value 72 of all RDL signals, an RDL inductance value 82, an equivalent circuit model 92, and the like are stored.

入力部20は、シミュレーションに必要な設定情報22の入力を行い、RDLのシミュレーションデータ24を作成する処理部である。設定情報22及びRDLのシミュレーションデータ24は、記憶部130に格納される。シミュレーションデータ24は、仮想グランド面の挿入前のデータである。入力部20による処理は、図7で後述される。   The input unit 20 is a processing unit that inputs setting information 22 necessary for simulation and creates RDL simulation data 24. The setting information 22 and the RDL simulation data 24 are stored in the storage unit 130. The simulation data 24 is data before insertion of the virtual ground plane. The processing by the input unit 20 will be described later with reference to FIG.

仮想グランド面設定部30は、RDLのインダクタンスが仮想グランド面から影響を受けない距離Dを導出して設定する処理部である。仮想グランド面設定部30による処理は、図8で後述される。   The virtual ground plane setting unit 30 is a processing unit that derives and sets a distance D at which the inductance of the RDL is not affected by the virtual ground plane. The processing by the virtual ground plane setting unit 30 will be described later with reference to FIG.

高さ設定部40は、RDLのインダクタンスが仮想グランド面から影響を受けない高さHを導出して設定する処理部である。高さ設定部40による処理は、図9で後述される。   The height setting unit 40 is a processing unit that derives and sets a height H at which the inductance of the RDL is not affected by the virtual ground plane. The processing by the height setting unit 40 will be described later with reference to FIG.

仮想グランド面挿入部50は、距離Dで仮想グランド面を自動挿入すると共に、高さHでビアも自動挿入して、仮想グランド面挿入後のシミュレーションデータ52を作成する処理部である。仮想グランド面挿入後のシミュレーションデータ52は、記憶部130に格納される。仮想グランド面挿入部50による処理は、図10で後述される。   The virtual ground plane insertion unit 50 is a processing unit that automatically inserts a virtual ground plane at a distance D and automatically inserts a via at a height H to create simulation data 52 after insertion of the virtual ground plane. The simulation data 52 after the virtual ground plane is inserted is stored in the storage unit 130. The processing by the virtual ground plane insertion unit 50 will be described later with reference to FIG.

第1抽出部60は、仮想グランド面のインダクタンスを抽出する処理部である。抽出されたインダクタンス値62は、記憶部130に記憶される。第1抽出部60による処理は、図11で後述される。   The first extraction unit 60 is a processing unit that extracts the inductance of the virtual ground plane. The extracted inductance value 62 is stored in the storage unit 130. The processing by the first extraction unit 60 will be described later with reference to FIG.

第2抽出部70は、RDL全信号の電気特性を抽出する処理部である。RDL全信号のインダクタンス値72を含む電気特性71が、記憶部130に記憶される。第2抽出部70よる処理は、図12で後述される。   The second extraction unit 70 is a processing unit that extracts electrical characteristics of all RDL signals. An electrical characteristic 71 including an inductance value 72 of all RDL signals is stored in the storage unit 130. The processing by the second extraction unit 70 will be described later with reference to FIG.

補正計算部80は、第1抽出部60によって抽出された仮想グランド面のインダクタンス値62を用いて、第2抽出部70によって抽出されたRDL全信号のインダクタンス値72を補正して、RDLインダクタンス値82を取得する処理部である。RDLインダクタンス値82は、記憶部130に記憶される。補正計算部80による処理は、図13で後述される。   The correction calculation unit 80 corrects the inductance value 72 of the RDL total signal extracted by the second extraction unit 70 using the inductance value 62 of the virtual ground plane extracted by the first extraction unit 60, thereby obtaining an RDL inductance value. 82 is a processing unit that acquires 82. The RDL inductance value 82 is stored in the storage unit 130. The processing by the correction calculation unit 80 will be described later with reference to FIG.

結果出力部90は、RDL全信号の等価回路モデル92を生成する処理部である。生成された等価回路モデル92は、記憶部130に記憶される。結果出力部90による処理は、図14で後述される。   The result output unit 90 is a processing unit that generates an equivalent circuit model 92 of all RDL signals. The generated equivalent circuit model 92 is stored in the storage unit 130. The processing by the result output unit 90 will be described later with reference to FIG.

図7は、入力部による処理を説明するための図である。図7において、入力部20は、RDL配線の設定情報22を入力する(ステップS21)。設定情報22には、単層RDL設計に適用している設計ルール(RDLの配線幅、配線間隔等)、仮想グランド面の導体厚み、誘電体厚み、RDLの導体材質、誘電体の比誘電率及び誘電正接等が含まれる。設定情報22には、更に、単体RDL設計を解析する際の解析周波数が含まれる。これら設定情報22は、設計者によって表示装置15に表示された設定情報22の入力画面から入力装置14を用いて設定される。設定情報22は、記憶部130に記憶される。   FIG. 7 is a diagram for explaining processing by the input unit. In FIG. 7, the input unit 20 inputs setting information 22 for RDL wiring (step S21). The setting information 22 includes design rules (RDL wiring width, wiring interval, etc.) applied to the single-layer RDL design, conductor thickness of the virtual ground plane, dielectric thickness, RDL conductor material, and dielectric constant of the dielectric. And dielectric loss tangent. The setting information 22 further includes an analysis frequency for analyzing the single RDL design. The setting information 22 is set using the input device 14 from the input screen of the setting information 22 displayed on the display device 15 by the designer. The setting information 22 is stored in the storage unit 130.

次に、入力部20は、設定情報22に基づいてRDL配線のシミュレーションデータ24を作成する(ステップS22)。作成されたシミュレーションデータ24は記憶部130に記憶される。そして、入力部20は、単層RDLの電気特性抽出処理を実行する(ステップS23)。   Next, the input unit 20 creates RDL wiring simulation data 24 based on the setting information 22 (step S22). The created simulation data 24 is stored in the storage unit 130. And the input part 20 performs the electrical property extraction process of single layer RDL (step S23).

仮想グランド面設定部30による処理を図8で説明する。図8(A)は、仮想グランド面設定部による第1の処理例を説明するための図である。図8(A)において、仮想グランド面設定部30は、入力部20から実行されると、2次元電磁界解析プログラムを起動する(ステップS31a)。   The processing by the virtual ground plane setting unit 30 will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a diagram for explaining a first processing example by the virtual ground plane setting unit. In FIG. 8A, when executed from the input unit 20, the virtual ground plane setting unit 30 activates a two-dimensional electromagnetic field analysis program (step S31a).

そして、仮想グランド面設定部30は、記憶部130に格納されている設定情報22からRDL30rの設計ルール(配線幅、配線間隔)、誘電体30dに関する誘電体情報(誘電体厚み、比誘電率、誘電正接)、RDL30rの導体材質、解析周波数等を読み出して、断面形状5aと解析設定5bとを自動生成する(ステップS32a)。   Then, the virtual ground plane setting unit 30 uses the setting information 22 stored in the storage unit 130 to design the RDL 30r (wiring width, wiring interval) and dielectric information about the dielectric 30d (dielectric thickness, relative dielectric constant, The dielectric tangent), the conductor material of the RDL 30r, the analysis frequency, etc. are read out, and the cross-sectional shape 5a and the analysis setting 5b are automatically generated (step S32a).

断面形状5aは、設計ルール、誘電体情報、仮想グランド面30gの導体厚み等を用いて自動生成される。また、解析設定5bは、RDLの導体材質、解析周波数等を用いて自動生成される。   The cross-sectional shape 5a is automatically generated using design rules, dielectric information, conductor thickness of the virtual ground plane 30g, and the like. The analysis setting 5b is automatically generated using the RDL conductor material, analysis frequency, and the like.

次に、仮想グランド面設定部30は、2次元電磁界解析プログラムによって、RDL30rと仮想グランド面30gとの関係から、RDL30rのインダクタンス(RDLインダクタンス)が仮想グランド面30gから影響を受けない距離Dを導出して決定する(ステップS33a)。   Next, the virtual ground plane setting unit 30 determines the distance D at which the inductance of the RDL 30r (RDL inductance) is not affected by the virtual ground plane 30g from the relationship between the RDL 30r and the virtual ground plane 30g by the two-dimensional electromagnetic field analysis program. Derived and determined (step S33a).

そして、仮想グランド面設定部30は、距離Dを仮想グランド面挿入部50へエクスポート(export)する(ステップS34a)。   Then, the virtual ground plane setting unit 30 exports the distance D to the virtual ground plane insertion unit 50 (step S34a).

上述した仮想グランド面設定部30による処理では、断面形状5aから信号配線の電気特性を抽出する2次元電磁界解析プログラムを仮想グランド面設定部30に組み込むことで、RDL30rの仮想グランド面30dから距離Dを導出することができる。   In the processing by the virtual ground plane setting unit 30 described above, a distance from the virtual ground plane 30d of the RDL 30r is obtained by incorporating a two-dimensional electromagnetic field analysis program for extracting the electrical characteristics of the signal wiring from the cross-sectional shape 5a into the virtual ground plane setting unit 30. D can be derived.

距離Dの決定において、導体材質、比誘電率、誘電正接、解析周波数が同じであれば、ルックアップテーブルを組み込むことで、処理を簡潔にすることができる。図8(B)は、仮想グランド面設定部による第2の処理例を説明するための図である。   In determining the distance D, if the conductor material, relative dielectric constant, dielectric loss tangent, and analysis frequency are the same, the processing can be simplified by incorporating a lookup table. FIG. 8B is a diagram for explaining a second processing example by the virtual ground plane setting unit.

図8(B)において、仮想グランド面設定部30は、記憶部130に格納されている入力部20による設定情報22から、RDL30rの設計ルール(配線幅、配線間隔)と、RDL30rの導体厚みとを取得する(ステップS31b)。   In FIG. 8B, the virtual ground plane setting unit 30 determines the RDL 30r design rules (wiring width and wiring interval), the conductor thickness of the RDL 30r, and the setting information 22 from the input unit 20 stored in the storage unit 130. Is acquired (step S31b).

仮想グランド面設定部30は、予め記憶部130に準備された組込みルックアップテーブルT6を参照して、RDL30rが仮想グランド面30gの影響を受けない距離Dを決定する(ステップS32b)。   The virtual ground plane setting unit 30 refers to the built-in lookup table T6 prepared in advance in the storage unit 130, and determines the distance D at which the RDL 30r is not affected by the virtual ground plane 30g (step S32b).

組込みルックアップテーブルT6は、RDL30rの導体厚み毎及び配線幅毎に、各配線間隔に距離Dと高さHとを対応付けたテーブルである。距離D及び高さHは、RDLインダクタンスが仮想グランド面30gから影響を受けない距離及び高さを示している。   The built-in lookup table T6 is a table in which the distance D and the height H are associated with each wiring interval for each conductor thickness and wiring width of the RDL 30r. The distance D and the height H indicate the distance and the height at which the RDL inductance is not affected by the virtual ground plane 30g.

例えば、導体厚み「1μm」且つ配線幅「1μm」に対して、各配線間隔「1μm」、「2μm」、「3μm」、「4μm」、及び「5μm」に、「2.5μm」、「3μm」、「3μm」、「3μm」、及び「3μm」の距離Dと、「10μm」、「15μm」、「15μm」、「15μm」、及び「15μm」の高さHが夫々対応付けられている。   For example, for the conductor thickness “1 μm” and the wiring width “1 μm”, the wiring intervals “1 μm”, “2 μm”, “3 μm”, “4 μm”, and “5 μm” are set to “2.5 μm”, “3 μm”. ”,“ 3 μm ”,“ 3 μm ”, and“ 3 μm ”distances D are associated with heights“ 10 μm ”,“ 15 μm ”,“ 15 μm ”,“ 15 μm ”, and“ 15 μm ”, respectively. .

仮想グランド面設定部30は、決定した距離Dを仮想グランド面挿入部50へエクスポート(export)する(ステップS33b)。   The virtual ground plane setting unit 30 exports the determined distance D to the virtual ground plane insertion unit 50 (step S33b).

高さ設定部40による処理を図9で説明する。図9(A)は、高さ設定部による第1の処理例を説明するための図である。図9(A)において、高さ設定部40は、入力部20から実行されると、2次元電磁界解析プログラムを起動する(ステップS41a)。   The processing by the height setting unit 40 will be described with reference to FIG. FIG. 9A is a diagram for describing a first processing example by the height setting unit. 9A, when the height setting unit 40 is executed from the input unit 20, the height setting unit 40 starts a two-dimensional electromagnetic field analysis program (step S41a).

そして、高さ設定部40は、記憶部130に格納されている設定情報22からRDL30rの設計ルール(配線幅、配線間隔)、誘電体30dに関する誘電体情報(誘電体厚み、比誘電率、誘電正接)、RDL30rの導体材質、解析周波数等を読み出して、断面形状5aと解析設定5bとを自動生成する(ステップS42a)。仮想グランド面30gの導体厚みは、所定値を用いれば良い。断面形状5a及び解析設定5bの生成は、図8(A)のステップS32aと同様である。   Then, the height setting unit 40 uses the setting information 22 stored in the storage unit 130 to design the RDL 30r (wiring width, wiring interval) and dielectric information about the dielectric 30d (dielectric thickness, relative dielectric constant, dielectric constant). Tangent), the conductor material of RDL 30r, the analysis frequency, and the like are read, and the cross-sectional shape 5a and the analysis setting 5b are automatically generated (step S42a). A predetermined value may be used for the conductor thickness of the virtual ground plane 30g. The generation of the cross-sectional shape 5a and the analysis setting 5b is the same as that in step S32a in FIG.

次に、高さ設定部40は、2次元電磁界解析プログラムによって、RDL30rと仮想グランド面30gとの関係から、RDL30rのインダクタンス(RDLインダクタンス)が仮想グランド面30gから影響を受けない高さHを導出して決定する(ステップS43a)。   Next, the height setting unit 40 determines a height H at which the inductance of the RDL 30r (RDL inductance) is not affected by the virtual ground plane 30g from the relationship between the RDL 30r and the virtual ground plane 30g by the two-dimensional electromagnetic field analysis program. Derived and determined (step S43a).

そして、高さ設定部40は、高さHを高さ設定部40へエクスポート(export)する(ステップS44a)。   Then, the height setting unit 40 exports the height H to the height setting unit 40 (step S44a).

上述した高さ設定部40による処理では、断面形状5aから信号配線の電気特性を抽出する2次元電磁界解析プログラムを高さ設定部400に組み込むことで、RDL30rの仮想グランド面30dから高さHを導出することができる。   In the processing by the height setting unit 40 described above, the height setting unit 400 incorporates a two-dimensional electromagnetic field analysis program for extracting the electrical characteristics of the signal wiring from the cross-sectional shape 5a, thereby increasing the height H from the virtual ground plane 30d of the RDL 30r. Can be derived.

高さHの決定において、導体材質、比誘電率、誘電正接、解析周波数が同じであれば、ルックアップテーブルを組み込むことで、処理を簡潔にすることができる。図9(B)は、仮想グランド面設定部による第2の処理例を説明するための図である。   In determining the height H, if the conductor material, relative dielectric constant, dielectric loss tangent, and analysis frequency are the same, the processing can be simplified by incorporating a lookup table. FIG. 9B is a diagram for explaining a second processing example by the virtual ground plane setting unit.

図9(B)において、高さ設定部40は、記憶部130に格納されている入力部20による設定情報22から、RDL30rの設計ルール(配線幅、配線間隔)と、RDL30rの導体厚みとを取得する(ステップS41b)。   In FIG. 9B, the height setting unit 40 determines the design rule (wiring width, wiring interval) of the RDL 30r and the conductor thickness of the RDL 30r from the setting information 22 by the input unit 20 stored in the storage unit 130. Obtain (step S41b).

高さ設定部40は、予め記憶部130に準備された組込みルックアップテーブルT6を参照して、RDL30rが仮想グランド面30gの影響を受けない高さHを決定する(ステップS42b)。組込みルックアップテーブルT6は、図8(B)の仮想グランド面設定部30が参照するテーブルと同一であるので、その説明を省略する。   The height setting unit 40 refers to the built-in lookup table T6 prepared in advance in the storage unit 130, and determines the height H at which the RDL 30r is not affected by the virtual ground plane 30g (step S42b). The built-in lookup table T6 is the same as the table referred to by the virtual ground plane setting unit 30 in FIG.

高さ設定部40は、決定した高さHを仮想グランド面挿入部50へエクスポート(export)する(ステップS43b)。   The height setting unit 40 exports the determined height H to the virtual ground plane insertion unit 50 (step S43b).

図10は、仮想グランド面挿入部による処理を説明するための図である。図10において、仮想グランド面挿入部50は、距離D、高さH、及びシミュレーションデータ24を読み込む(ステップS51)。   FIG. 10 is a diagram for explaining processing by the virtual ground plane insertion unit. In FIG. 10, the virtual ground plane insertion unit 50 reads the distance D, the height H, and the simulation data 24 (step S51).

仮想グランド面挿入部50は、距離Dに基づいて、シミュレーションデータ24に仮想グランド面30gを自動挿入する(ステップS52)。RDL下層に仮想グランドベタ面が仮想グランド面30gとして挿入される。仮想グランド面30gの厚みは、入力部20によって設定された導体厚みを用いる。   Based on the distance D, the virtual ground plane insertion unit 50 automatically inserts the virtual ground plane 30g into the simulation data 24 (step S52). A virtual ground plane is inserted below the RDL as a virtual ground plane 30g. As the thickness of the virtual ground plane 30g, the conductor thickness set by the input unit 20 is used.

また、仮想グランド面挿入部50は、RDL30rと仮想グランド面30gとの間にビア5vを自動挿入する(ステップS53)。ビアの挿入は、
・ロジックチップ2c側のグランドパッドから仮想グランド面30gとの間
及び
・ワイドバンドのメモリチップ2d側のグランドバッドから仮想グランド面30gとの間
に自動的に行われる。ビア形状は、パッドと同じサイズ、及び同径で良い。
In addition, the virtual ground plane insertion unit 50 automatically inserts the via 5v between the RDL 30r and the virtual ground plane 30g (step S53). Insert vias
It is automatically performed between the ground pad on the logic chip 2c side and the virtual ground plane 30g and between the ground pad on the wide band memory chip 2d side and the virtual ground plane 30g. The via shape may be the same size and the same diameter as the pad.

上述したステップS52及びS53によって、RDL30rと仮想グランド30gとを含むシミュレーションデータ52が生成され、記憶部130に格納される。シミュレーションデータ52の生成後、仮想グランド面30gのインダクタンスを抽出する第1抽出部60での処理が行われる。   Through the above-described steps S52 and S53, simulation data 52 including the RDL 30r and the virtual ground 30g is generated and stored in the storage unit 130. After the simulation data 52 is generated, a process in the first extraction unit 60 that extracts the inductance of the virtual ground plane 30g is performed.

図11は、第1抽出部による処理を説明するための図である。図11において、第1抽出部60は、仮想グランド面挿入部50が生成したRDL30rと仮想グランド30gとを含むシミュレーションデータ52から仮想グランド面データ52−2のみを自動選択し(ステップS61)、3次元電磁界解析プログラムを起動する(ステップS62)。3次元電磁界解析プログラムは、3次元形状から電磁界シミュレーションを行うプログラムであり、第1抽出部60に組み込まれている。   FIG. 11 is a diagram for explaining processing by the first extraction unit. 11, the first extraction unit 60 automatically selects only the virtual ground plane data 52-2 from the simulation data 52 including the RDL 30r and the virtual ground 30g generated by the virtual ground plane insertion unit 50 (step S61). A two-dimensional electromagnetic field analysis program is activated (step S62). The three-dimensional electromagnetic field analysis program is a program that performs electromagnetic field simulation from a three-dimensional shape, and is incorporated in the first extraction unit 60.

第1抽出部60は、記憶部130に格納されている設定情報22から解析に必要な値を読み取って、仮想グランド面30gのインダクタンスを解析する(ステップS63)。設定情報22から比誘電率、誘電正接、導体材質、及び解析周波数が読み取られる。第1抽出部60は、3次元電磁界解析プログラムによって抽出した仮想グランド面30gのインダクタンス値62を記憶部130へ格納する(ステップS64)。第1抽出部60での処理の後、第2抽出部70による処理が行われる。   The first extraction unit 60 reads a value necessary for analysis from the setting information 22 stored in the storage unit 130, and analyzes the inductance of the virtual ground plane 30g (step S63). The relative permittivity, dielectric loss tangent, conductor material, and analysis frequency are read from the setting information 22. The first extraction unit 60 stores the inductance value 62 of the virtual ground plane 30g extracted by the three-dimensional electromagnetic field analysis program in the storage unit 130 (step S64). After the process in the first extraction unit 60, the process by the second extraction unit 70 is performed.

図12は、第2抽出部による処理を説明するための図である。図12において、第2抽出部70は、仮想グランド面挿入部50が生成したRDL30rと仮想グランド30gとを含むシミュレーションデータ52を記憶部130から読み取り(ステップS71)、2.5次元電磁界解析プログラムを起動する(ステップS72)。2.5次元電磁界解析プログラムは、第2抽出部70に組み込まれている。   FIG. 12 is a diagram for explaining processing by the second extraction unit. In FIG. 12, the second extraction unit 70 reads the simulation data 52 including the RDL 30r and the virtual ground 30g generated by the virtual ground plane insertion unit 50 from the storage unit 130 (step S71), and the 2.5-dimensional electromagnetic field analysis program Is activated (step S72). The 2.5-dimensional electromagnetic field analysis program is incorporated in the second extraction unit 70.

第2抽出部70は、記憶部130に格納されている設定情報22から解析に必要な値を読み取って、仮想グランド面30gをリターンパスとしてRDL全信号の電気特性71(インダクタンス、キャパシタンス、抵抗)を解析して抽出する(ステップS73)。第2抽出部70は、抽出したRDL全信号のインダクタンス値72を含む電気特性71を記憶部130へ格納する(ステップS74)。   The second extraction unit 70 reads a value necessary for analysis from the setting information 22 stored in the storage unit 130, and uses the virtual ground plane 30g as a return path, and the electrical characteristics 71 (inductance, capacitance, resistance) of all the RDL signals. Are analyzed and extracted (step S73). The second extraction unit 70 stores the electrical characteristics 71 including the inductance value 72 of all the extracted RDL signals in the storage unit 130 (step S74).

本実施例では、RDL信号下層に仮想グランドベタ面を配置したことで、信号線の電気特性を精度良く抽出することができる。   In this embodiment, the virtual ground plane is arranged in the lower layer of the RDL signal, so that the electrical characteristics of the signal line can be extracted with high accuracy.

第2抽出部70での処理の後、RDLインダクタンスを補正する補正計算部80による処理へと進む。   After the processing in the second extraction unit 70, the process proceeds to the processing by the correction calculation unit 80 that corrects the RDL inductance.

図13は、補正計算部による処理を説明するための図である。図13において、補正計算部80は、記憶部130から、第1抽出部60が抽出した仮想グランド面30gのインダクタンス値62と、第2抽出部70が抽出したRDL全信号のインダクタンス値72とを読み込む(ステップS81)。   FIG. 13 is a diagram for explaining processing by the correction calculation unit. In FIG. 13, the correction calculation unit 80 uses the inductance value 62 of the virtual ground plane 30 g extracted by the first extraction unit 60 and the inductance value 72 of all RDL signals extracted by the second extraction unit 70 from the storage unit 130. Read (step S81).

補正計算部80は、図14で後述されるインダクタンス行列計算により、RDL自己インダクタンス値及びRDL相互インダクタンス値を含むRDL全信号のインダクタンス値72から仮想グランド面30gのインダクタンス値62を削除することによって、RDL全信号のインダクタンス値72を補正する(ステップS82)。   The correction calculation unit 80 deletes the inductance value 62 of the virtual ground plane 30g from the inductance value 72 of the RDL all signals including the RDL self-inductance value and the RDL mutual inductance value by the inductance matrix calculation described later in FIG. The inductance value 72 of all RDL signals is corrected (step S82).

そして、補正計算部80は、補正されたRDL全信号のインダクタンス値を示すRDLインダクタンス値82を記憶部に出力する(ステップS83)。   Then, the correction calculation unit 80 outputs the RDL inductance value 82 indicating the corrected inductance value of all RDL signals to the storage unit (step S83).

図14は、ステップS82での補正計算方法について説明するための図である。図14において、説明を簡単にするため、2本のRDL信号線RDL1及びRDL2と、仮想グランド面30gを例として説明する。   FIG. 14 is a diagram for explaining the correction calculation method in step S82. In FIG. 14, for the sake of simplicity of explanation, two RDL signal lines RDL1 and RDL2 and a virtual ground plane 30g will be described as an example.

インダクタンスL11は、RDL信号線RDL1のインダクタンスであり、インダクタンスL22は、RDL信号線RDL2のインダクタンスである。   The inductance L11 is the inductance of the RDL signal line RDL1, and the inductance L22 is the inductance of the RDL signal line RDL2.

インダクタンスL13は、RDL信号線RDL1と仮想グランド面30gとの間の相互インダクタンスであり、インダクタンスL23は、RDL信号線RDL2と仮想グランド面30gとの間の相互インダクタンスである。インダクタンスL13及びL23は、第2抽出部70によって抽出される。   The inductance L13 is a mutual inductance between the RDL signal line RDL1 and the virtual ground plane 30g, and the inductance L23 is a mutual inductance between the RDL signal line RDL2 and the virtual ground plane 30g. The inductances L13 and L23 are extracted by the second extraction unit 70.

第2抽出部70によって抽出されたインダクタンスL13及びL23は、高さ設定部40で導出した高さHにより影響(相互インダクタンス結合)が無く、ほぼゼロである。   The inductances L13 and L23 extracted by the second extraction unit 70 are not affected by the height H derived by the height setting unit 40 (mutual inductance coupling) and are almost zero.

また、また、インダクタンスL33は、仮想グランド面30gのインダクタンスであり、第1抽出部60により予め抽出した値である。行列8mの対角項及び非対角項からL33を差し引くことで、単層RDL信号線RDL1及びRDL2の自己インダクタンス値L11及びL22を求めることが可能である。   Further, the inductance L33 is an inductance of the virtual ground plane 30g and is a value extracted in advance by the first extraction unit 60. By subtracting L33 from the diagonal and non-diagonal terms of the matrix 8m, the self-inductance values L11 and L22 of the single-layer RDL signal lines RDL1 and RDL2 can be obtained.

RDL信号本数が増えても計算負荷は略同じであり、本補正計算を数百本以上のRDL信号配線に対して適用可能である。補正後のRDL全信号のインダクタンス値を示すRDLインダクタンス値82が記憶部130に出力され格納される。   Even if the number of RDL signals increases, the calculation load is substantially the same, and this correction calculation can be applied to several hundred or more RDL signal wirings. An RDL inductance value 82 indicating the inductance value of all corrected RDL signals is output to and stored in the storage unit 130.

図15は、結果出力部による処理を説明するための図である。図15において、結果出力部90は、記憶部130から、第2抽出部70が抽出した電気特性71に含まれるRC値73と、補正計算部80が抽出したRDLインダクタンス値82とを読み出す(ステップS91)。RC値73は、RDL信号線の抵抗値(R)とRDL信号間の容量(C)とを示す。   FIG. 15 is a diagram for explaining processing by the result output unit. In FIG. 15, the result output unit 90 reads out the RC value 73 included in the electrical characteristic 71 extracted by the second extraction unit 70 and the RDL inductance value 82 extracted by the correction calculation unit 80 from the storage unit 130 (step S <b> 15). S91). The RC value 73 indicates the resistance value (R) of the RDL signal line and the capacitance (C) between the RDL signals.

そして、結果出力部90は、回路シミュレータで読み込み可能なRDL全信号の等価回路モデル92を生成する(ステップS92)。生成された等価回路モデル92は、記憶部130に格納される。   Then, the result output unit 90 generates an equivalent circuit model 92 of all RDL signals that can be read by the circuit simulator (step S92). The generated equivalent circuit model 92 is stored in the storage unit 130.

結果出力部90は、電気特性の抽出結果として記憶部130に格納した等価回路モデル92を表示装置15に表示、又は、出力装置16に出力する(ステップS93)。   The result output unit 90 displays the equivalent circuit model 92 stored in the storage unit 130 as the electrical characteristic extraction result on the display device 15 or outputs it to the output device 16 (step S93).

図16は、等価回路モデルの例を示す図である。図16において、RDL全信号の等価回路モデル92は、SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)等の回路シミュレータで扱うことが可能な等価回路モデルである。   FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an equivalent circuit model. In FIG. 16, an equivalent circuit model 92 for all RDL signals is an equivalent circuit model that can be handled by a circuit simulator such as SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis).

図16では、RDL信号線RDL1、RDL2、RDL3、・・・の構成例の場合を示している。信号線RDL1のインダクタンス、キャパシタンス、及び抵抗が、夫々、L11、C11、及びR11で示され、信号線RDL2のインダクタンス、キャパシタンス、及び抵抗が、夫々、L22、C22、及びR22で示され、信号線RDL3のインダクタンス、キャパシタンス、及び抵抗が、夫々、L33、C33、及びR33で示される。   16 shows a configuration example of RDL signal lines RDL1, RDL2, RDL3,... The inductance, capacitance, and resistance of the signal line RDL1 are indicated by L11, C11, and R11, respectively, and the inductance, capacitance, and resistance of the signal line RDL2 are indicated by L22, C22, and R22, respectively, and the signal line The inductance, capacitance, and resistance of RDL3 are indicated by L33, C33, and R33, respectively.

RDL信号間の容量は、C12、C13、C23で示され、相互インダクタンスは、L12、L13、L23で示される。このように、単層RDLであってもRDL信号間の相互インダクタンスを考慮することが可能となる。   The capacitance between RDL signals is indicated by C12, C13, and C23, and the mutual inductance is indicated by L12, L13, and L23. Thus, it is possible to consider the mutual inductance between RDL signals even with a single layer RDL.

以下に、本実施例と、関連技術における3次元電磁界ソルバー(3次元電磁界解析プログラム)を用いて単層RDLのインダクタンス値を抽出した場合(以下、単に、関連技術と言う)とで、夫々等価回路モデルを用いたSPICEによる波形解析の比較結果を図17に示す。   In the following, when the inductance value of a single layer RDL is extracted using a three-dimensional electromagnetic field solver (three-dimensional electromagnetic field analysis program) in the related technology (hereinafter simply referred to as related technology), FIG. 17 shows a comparison result of waveform analysis by SPICE using an equivalent circuit model.

図17は、波形解析の比較結果を示す図である。図17(A)に示すインダクタンス分布図において、自己インダクタンス9aはほぼ完全に一致し、相互インダクタンス9bは隣接5本までほぼ完全に一致している。   FIG. 17 is a diagram showing a comparison result of waveform analysis. In the inductance distribution diagram shown in FIG. 17A, the self-inductance 9a almost completely matches, and the mutual inductance 9b almost completely matches up to five adjacent ones.

発明者は、本実施例と、関連技術とで夫々抽出したRLC等価回路モデルを用いて、波形解析を実施した。その比較結果を図17(B)に示す。図17(B)では、解析周波数「200MHz」で信号42本を同時動作させた場合の信号波形を示している。図17(B)に示される通り、本実施例と関連技術とで夫々の波形形状はほぼ完全に一致しており、本実施例が関連技術と比較して精度面で問題無いことが示されている。   The inventor conducted waveform analysis using the RLC equivalent circuit model extracted in the present embodiment and related technology. The comparison result is shown in FIG. FIG. 17B shows a signal waveform when 42 signals are simultaneously operated at the analysis frequency “200 MHz”. As shown in FIG. 17B, the waveform shapes of the present example and the related technology are almost completely the same, indicating that the present example has no problem in accuracy compared to the related technology. ing.

図18は、処理能力の比較結果を示す図である。ロジックチップとワイドバンドメモリ間接続を想定し、単層RDL信号828本をバス接続したモデルで関連技術と本実施例における電気特性抽出装置100での処理能力の比較を行った。   FIG. 18 is a diagram illustrating a comparison result of processing capabilities. Assuming the connection between the logic chip and the wideband memory, the processing capability of the related technology and the electrical characteristic extraction apparatus 100 in this embodiment were compared with a model in which 828 single-layer RDL signals were connected by bus.

図18より、大規模電磁界シミュレーションによる解析では、関連技術で信号828本全体の電気特性の抽出を試みたが、コンピュータ装置のメモリ不足により解析がNGであった。対して、本実施例における電気特性抽出部120を実現するプログラムにより828本全体のRLC等価回路モデルの出力までを1時間程度で実行可能であった。   As shown in FIG. 18, in the analysis based on the large-scale electromagnetic field simulation, an attempt was made to extract the electrical characteristics of the entire 828 signals by the related technique, but the analysis was NG due to a lack of memory in the computer device. On the other hand, with the program that implements the electrical characteristic extraction unit 120 in the present embodiment, it was possible to execute the entire output of 828 RLC equivalent circuit models in about one hour.

解析時間は、信号42本をモデル切り出しして電気特性の抽出にかかった時間を比較したところ、関連技術では、24時間56分29秒かかったのに対して、本実施例では、18分20秒であった。本実施例に係るプログラムは、関連技術に対して100倍程度高速に解析可能である。   As for the analysis time, when 42 signals were modeled and the time taken to extract the electrical characteristics was compared, it took 24 hours 56 minutes 29 seconds in the related technique, whereas in this example, 18 minutes 20 minutes. Second. The program according to the present embodiment can be analyzed about 100 times faster than the related art.

上述より、本実施例に係る電気特性抽出方法、又は、プログラムを実装した電気特性抽出装置では、関連技術では解析がNGであった、シリコンインタポーザ上に単層で配線される数百本レベルのRDL(単層RDL)に対して、精度を落とさず高速に電気特性の抽出が可能となる。   From the above, in the electrical characteristic extraction method according to the present embodiment or the electrical characteristic extraction apparatus in which the program is mounted, the analysis is NG in the related technology, and the level of several hundreds wired in a single layer on the silicon interposer. With respect to RDL (single layer RDL), it is possible to extract electrical characteristics at high speed without reducing accuracy.

また、単層RDL信号全体の電気特性を抽出可能にすることで、手作業によるモデル切り出しを不要とし、SPICE等の回路シミュレータで解析可能な配線間結合を全て含んだRLC等価回路モデルを出力することができる。   Also, by making it possible to extract the electrical characteristics of the entire single-layer RDL signal, it is not necessary to manually cut out the model, and an RLC equivalent circuit model that includes all interconnections that can be analyzed by a circuit simulator such as SPICE is output. be able to.

本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。   The present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims.

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
コンピュータによって実行される電気特性抽出方法であって、
記憶部に格納された、仮想グランド面が挿入されたシリコンインタポーザ上に複数のチップを単層で配置した半導体パッケージに関するシミュレーションデータを読み込み、
前記仮想グランド面の第1のインダクタンス値を抽出して前記記憶部に格納し、
前記複数のチップ間を接続する信号線と前記仮想グランド面の第2のインダクタンス値を抽出して前記記憶部に格納し、
前記記憶部から前記第1のインダクタンス値と前記第2のインダクタンス値とを読み込んで、該第2のインダクタンス値から該第1のインダクタンス値を差し引くことによって該第2のインダクタンス値を補正して、前記複数のチップ間の信号線のインダクタンス値を取得する
ことを特徴とする電気特性抽出方法。
(付記2)
前記記憶部に格納された前記信号線のシミュレーションデータを読み込んで、
前記信号線のインダクタンスが前記仮想グランド面から影響を受けない距離と高さとを用いて、前記仮想グランド面を前記シミュレーションデータに挿入して、該信号線と該仮想グランド面との間にビアを挿入することによって、前記仮想グランド面が挿入されたシミュレーションデータを作成し、前記記憶部に格納する
ことを特徴とする付記1記載の電気特性抽出方法。
(付記3)
前記信号線と前記仮想グランド面間の相互インダクタンスは、前記高さによりほぼゼロであることを特徴とする付記2記載の電気特性抽出方法。
(付記4)
前記仮想グランド面の第1のインダクタンス値は、3次元電磁界解析プログラムの実行によって抽出されることを特徴とする付記1乃至3のいずれか一項記載の電気特性抽出方法。
(付記5)
前記複数のチップ間を接続する信号線と前記仮想グランド面の第2のインダクタンス値は、2.5次元電磁界解析プログラムの実行によって抽出されることを特徴とする付記1乃至4いずれか一項記載の電気特性抽出方法。
(付記6)
記憶部に格納された、仮想グランド面が挿入されたシリコンインタポーザ上に複数のチップを単層で配置した半導体パッケージに関するシミュレーションデータを記憶する記憶部と、
前記仮想グランド面の第1のインダクタンス値を抽出して前記記憶部に格納する第1抽出部と、
前記複数のチップ間を接続する信号線と前記仮想グランド面の第2のインダクタンス値を抽出して前記記憶部に格納する第2抽出部と、
前記記憶部から前記第1のインダクタンス値と前記第2のインダクタンス値とを読み込んで、該第2のインダクタンス値から該第1のインダクタンス値を差し引くことによって該第2のインダクタンス値を補正して、前記複数のチップ間の信号線のインダクタンス値を取得する補正計算部と
を有することを特徴とする電気特性抽出装置。
(付記7)
記憶部に格納された、仮想グランド面が挿入されたシリコンインタポーザ上に複数のチップを単層で配置した半導体パッケージに関するシミュレーションデータを読み込み、
前記仮想グランド面の第1のインダクタンス値を抽出して前記記憶部に格納し、
前記複数のチップ間を接続する信号線と前記仮想グランド面の第2のインダクタンス値を抽出して前記記憶部に格納し、
前記記憶部から前記第1のインダクタンス値と前記第2のインダクタンス値とを読み込んで、該第2のインダクタンス値から該第1のインダクタンス値を差し引くことによって該第2のインダクタンス値を補正して、前記複数のチップ間の信号線のインダクタンス値を取得する
ことを特徴とする電気特性抽出プログラム。
The following additional notes are further disclosed with respect to the embodiment including the above examples.
(Appendix 1)
An electrical property extraction method executed by a computer,
Read simulation data related to a semiconductor package in which multiple chips are arranged in a single layer on a silicon interposer with a virtual ground plane inserted, stored in the storage unit,
Extracting the first inductance value of the virtual ground plane and storing it in the storage unit;
Extracting the signal line connecting the plurality of chips and the second inductance value of the virtual ground plane and storing them in the storage unit;
Reading the first inductance value and the second inductance value from the storage unit, correcting the second inductance value by subtracting the first inductance value from the second inductance value, An electrical characteristic extraction method comprising obtaining an inductance value of a signal line between the plurality of chips.
(Appendix 2)
Read the simulation data of the signal line stored in the storage unit,
Using the distance and height at which the inductance of the signal line is not affected by the virtual ground plane, the virtual ground plane is inserted into the simulation data, and a via is formed between the signal line and the virtual ground plane. The electrical characteristic extraction method according to supplementary note 1, wherein the simulation data into which the virtual ground plane is inserted is created by insertion and stored in the storage unit.
(Appendix 3)
The electrical characteristic extraction method according to appendix 2, wherein the mutual inductance between the signal line and the virtual ground plane is substantially zero due to the height.
(Appendix 4)
The electrical characteristic extraction method according to any one of appendices 1 to 3, wherein the first inductance value of the virtual ground plane is extracted by executing a three-dimensional electromagnetic field analysis program.
(Appendix 5)
The signal lines connecting the plurality of chips and the second inductance value of the virtual ground plane are extracted by executing a 2.5-dimensional electromagnetic field analysis program. The electrical property extraction method described.
(Appendix 6)
A storage unit that stores simulation data related to a semiconductor package in which a plurality of chips are arranged in a single layer on a silicon interposer in which a virtual ground plane is inserted, which is stored in the storage unit;
A first extraction unit that extracts a first inductance value of the virtual ground plane and stores the first inductance value in the storage unit;
A second extraction unit for extracting a signal line connecting the plurality of chips and a second inductance value of the virtual ground plane and storing the second inductance value in the storage unit;
Reading the first inductance value and the second inductance value from the storage unit, correcting the second inductance value by subtracting the first inductance value from the second inductance value, An electrical characteristic extraction apparatus comprising: a correction calculation unit that acquires an inductance value of a signal line between the plurality of chips.
(Appendix 7)
Read simulation data related to a semiconductor package in which multiple chips are arranged in a single layer on a silicon interposer with a virtual ground plane inserted, stored in the storage unit,
Extracting the first inductance value of the virtual ground plane and storing it in the storage unit;
Extracting the signal line connecting the plurality of chips and the second inductance value of the virtual ground plane and storing them in the storage unit;
Reading the first inductance value and the second inductance value from the storage unit, correcting the second inductance value by subtracting the first inductance value from the second inductance value, An electrical characteristic extraction program for acquiring an inductance value of a signal line between the plurality of chips.

11 CPU
12 主記憶装置
13 補助記憶装置
14 入力装置
15 表示装置
16 出力装置
17 通信I/F
18 ドライブ
19 記憶媒体
20 入力部
30 仮想グランド面設定部
40 高さ設定部
50 仮想グランド面挿入部
60 第1抽出部(仮想グランド面)
70 第2抽出部(RDL+仮想グランド面)
80 補正計算部(RDLインダクタンス)
90 結果出力部
100 電気特性抽出装置
11 CPU
12 Main storage device 13 Auxiliary storage device 14 Input device 15 Display device 16 Output device 17 Communication I / F
18 drive 19 storage medium 20 input unit 30 virtual ground plane setting unit 40 height setting unit 50 virtual ground plane insertion unit 60 first extraction unit (virtual ground plane)
70 Second extraction unit (RDL + virtual ground plane)
80 Correction calculator (RDL inductance)
90 result output unit 100 electrical characteristic extraction device

Claims (5)

コンピュータによって実行される電気特性抽出方法であって、
記憶部に格納された、仮想グランド面が挿入されたシリコンインタポーザ上に複数のチップを単層で配置した半導体パッケージに関するシミュレーションデータを読み込み、
前記仮想グランド面のインダクタンス値を抽出して前記記憶部に格納し、
前記複数のチップ間を接続する信号線と前記仮想グランド面のインダクタンス値を抽出して前記記憶部に格納し、
前記第2のインダクタンス値から前記第1のインダクタンス値を差し引くことによって該第2のインダクタンス値を補正して、前記複数のチップ間の信号線のインダクタンス値を取得する
ことを特徴とする電気特性抽出方法。
An electrical property extraction method executed by a computer,
Read simulation data related to a semiconductor package in which multiple chips are arranged in a single layer on a silicon interposer with a virtual ground plane inserted, stored in the storage unit,
Extracting the inductance value of the virtual ground plane and storing it in the storage unit,
Extracting the inductance value of the virtual ground plane and the signal line connecting the plurality of chips, and storing it in the storage unit,
Electrical characteristic extraction, wherein the second inductance value is corrected by subtracting the first inductance value from the second inductance value to obtain an inductance value of a signal line between the plurality of chips. Method.
前記記憶部に格納された前記信号線のシミュレーションデータを読み込んで、
前記信号線のインダクタンスが前記仮想グランド面から影響を受けない距離と高さとを用いて、前記仮想グランド面を前記シミュレーションデータに挿入して、該信号線と該仮想グランド面との間にビアを挿入することによって、前記仮想グランド面が挿入されたシミュレーションデータを作成し、前記記憶部に格納する
ことを特徴とする請求項1記載の電気特性抽出方法。
Read the simulation data of the signal line stored in the storage unit,
Using the distance and height at which the inductance of the signal line is not affected by the virtual ground plane, the virtual ground plane is inserted into the simulation data, and a via is formed between the signal line and the virtual ground plane. The electrical property extraction method according to claim 1, wherein the simulation data into which the virtual ground plane is inserted is created by insertion and stored in the storage unit.
前記仮想グランド面のインダクタンス値は、3次元電磁界解析プログラムの実行によって抽出されることを特徴とする請求項1又は2記載の電気特性抽出方法。   3. The electrical characteristic extraction method according to claim 1, wherein the inductance value of the virtual ground plane is extracted by executing a three-dimensional electromagnetic field analysis program. 前記複数のチップ間を接続する信号線と前記仮想グランド面のインダクタンス値は、2.5次元電磁界解析プログラムの実行によって抽出されることを特徴とする請求項1乃至3いずれか一項記載の電気特性抽出方法。   4. The signal line connecting the plurality of chips and the inductance value of the virtual ground plane are extracted by executing a 2.5-dimensional electromagnetic field analysis program. 5. Electrical property extraction method. 想グランド面が挿入されたシリコンインタポーザ上に複数のチップを単層で配置した半導体パッケージに関するシミュレーションデータを記憶する記憶部と、
前記シミュレーションデータから、前記仮想グランド面のインダクタンス値を抽出して前記記憶部に格納する第1抽出部と、
前記シミュレーションデータから、前記複数のチップ間を接続する信号線と前記仮想グランド面のインダクタンス値を抽出して前記記憶部に格納する第2抽出部と、
前記第2のインダクタンス値から前記第1のインダクタンス値を差し引くことによって該第2のインダクタンス値を補正して、前記複数のチップ間の信号線のインダクタンス値を取得する補正計算部と
を有することを特徴とする電気特性抽出装置。
A storage unit for storing simulation data to a semiconductor package in which a plurality of chips on a silicon interposer to the virtual ground plane is inserted in a single layer,
A first extraction unit that extracts an inductance value of the virtual ground plane from the simulation data and stores the inductance value in the storage unit;
A second extraction unit that extracts a signal line connecting the plurality of chips and an inductance value of the virtual ground plane from the simulation data and stores the inductance value in the storage unit;
A correction calculation unit that corrects the second inductance value by subtracting the first inductance value from the second inductance value and obtains an inductance value of a signal line between the plurality of chips. A characteristic electrical property extraction device.
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