(57)【要約】【課題】基板上に複数のダイが三次元的に配置される３次元実装基板の効率的な設計を実現することができる設計支援装置および設計支援方法を実現する。【解決手段】基板上に複数のダイが３次元的に配置される３次元実装基板の設計を支援するための設計支援装置１は、各ダイおよび各ダイにおける配線端子に関する配置規則を設定する規則設定手段２と、設定した配置規則を満たすダイ配置の候補を計算する候補計算手段３と、これら各候補についてのコストを計算するコスト計算手段４と、コスト計算手段４が計算した各候補についてのコストを比較して最適なダイ配置を決定する配置決定手段５と、を備える。【選択図】図１
2008077404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数のダイが３次元的に配置される３次元実装基板の設計を支援するための設計支援装置であって、
各ダイおよび各該ダイにおける配線端子に関する配置規則を設定する規則設定手段と、
前記配置規則を満たすダイ配置の候補を計算する候補計算手段と、
各前記候補についてのコストを計算するコスト計算手段と、
前記コスト計算手段が計算した各前記候補についてのコストを比較して最適なダイ配置を決定する配置決定手段と、
を備えることを特徴とする設計支援装置。
【請求項２】
前記配置決定手段が決定したダイ配置に関する情報に基づいてダイを配置する設計データを生成する設計データ生成手段をさらに備える請求項１に記載の設計支援装置。
【請求項３】
前記規則設定手段は、各ダイの配線端子と基板上の配線端子との間の結線関係に関する規則および／またはボンディングパッドに関する配置規則を、前記候補計算手段による計算に用いられる前記配置規則としてさらに設定する請求項１に記載の設計支援装置。
【請求項４】
基板上に複数のダイが３次元的に配置される３次元実装基板の設計を支援するための設計支援方法であって、
各ダイおよび各該ダイにおける配線端子に関する配置規則を演算処理装置に設定する規則設定ステップと、
前記配置規則を満たすダイ配置の候補を演算処理装置が計算する候補計算ステップと、
各前記候補についてのコストを演算処理装置が計算するコスト計算ステップと、
前記コスト計算ステップにおいて計算した各前記候補についてのコストを比較して最適なダイ配置を演算処理装置が決定する配置決定ステップと、
を備えることを特徴とする設計支援方法。
【請求項５】
前記配置決定ステップにおいて決定したダイ配置に関する情報に基づいてダイを配置する設計データを演算処理装置が生成する設計データ生成ステップをさらに備える請求項４に記載の設計支援方法。
【請求項６】
前記規則設定ステップでは、各ダイの配線端子と基板上の配線端子との間の結線関係に関する規則および／またはボンディングパッドに関する配置規則を、前記候補計算ステップにおける計算に用いられる前記配置規則として演算処理装置にさらに設定する請求項４に記載の設計支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に複数のダイ（ｄｉｅ）が三次元的に配置される３次元実装基板の設計を支援するための設計支援装置および設計支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数のダイを１つのパッケージに実装したシステムインパッケージ（ＳＩＰ）の開発が行われている。システムインパッケージにおいては、複数のダイが基板上に三次元的に配置される。また、各ダイは、基板上に設けられたパッド（ＰＡＤ）とワイヤボンディングによって結線される。ワイヤボンディングは、ワイヤとダイ間またはワイヤとワイヤ間の距離が接近しすぎないように、予め設定された配線規則に従って行われる。
【０００３】
システムインパッケージの設計は、システムインパッケージの製造に必要なコストをできるだけ低減することが望ましい。システムインパッケージの製造に必要なコストは、基板の面積、ダイの積層数、すべてのダイを平面視したときの面積、使用するダイボンドの量などにより決まる。したがって、コストが最小となるように、コストに影響を及ぼすパラメータ（以下、「コスト評価パラメータ」と称する。）を決定する必要がある。コスト評価パラメータには、ダイの段数の他に、基板上に積層されたダイの高さ、すべてのダイを平面視したときの面積、必要な基板の面積などが含まれる。
【０００４】
ワイヤボンディングによる制約を考慮しつつ、コストが最小となるようなダイの配置設計を行う三次元実装回路設計システムか提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１０は、特開２００５−３３９４６３号公報（特許文献１）に記載された発明による三次元実装回路設計システムの構成を示す図である。
【０００５】
特開２００５−３３９４６３号公報（特許文献１）に記載された発明による設計システム１０１は、配置結線情報記憶手段１０２、三次元情報計算手段１０３、パラメータ情報記憶手段１０４、配線端子座標計算手段１０５、配線情報構築手段１０６、配線規則記憶手段１０７、仮想配線手段１０８、コスト計算式変更手段１０９、コスト計算式記憶手段１１０、コスト計算手段１１１、および出力手段１１２を備える。
【０００６】
配置結線情報記憶手段１０２には、ダイの形状および配置設計を行うダイ配置設計ＣＡＤシステムによって生成される配置結線情報が記憶される。配置結線情報には、各ダイの配置座標に関するデータ、各ダイの形状に関するデータ、各ダイにおけるワイヤボンディング用の配線端子の位置のデータ、および各ダイの配線端子および基板上の配線端子のそれぞれの間の結線関係のデータが含まれる。
【０００７】
三次元情報計算手段１０３は、配置結線情報記憶手段１０２から配置データおよびダイ形状データを読み出して、ダイの三次元データを作成するとともに、基板上に積層されたダイ（「スタックドダイ」とも称する。）の高さ、積層されたダイの積層段数、および積層されたダイを平面視したときの面積を計算する。これらの計算値は、パラメータ情報記憶手段１０４に保存される。
【０００８】
三次元情報計算手段１０３は、積層されたダイの積層段数を求める際には、基板上に配置されたすべてのダイを、基板からの高さにおいて重複する部分を有するダイの集合に分割して得られるダイの集合の数を求め、これをダイの積層段数とする。
【０００９】
配線端子座標計算手段１０５は、配置結線情報記憶手段１０２から配置データ、ダイ形状データ、およびダイ形状データを読み出して、これらのデータに基づき、各ダイの配線端子の絶対座標を計算する。
【００１０】
配線情報構築手段１０６は、配置結線情報記憶手段１０２に保存された配置結線情報に、ワイヤの配置データおよびワイヤの形状データが含まれる場合には、これらのデータに基づき、ワイヤの三次元データを作成する。
【００１１】
配線規則記憶手段１０７は、仮想的なワイヤ配線を行う場合の配線規則が記憶されている。配線規則とは、具体的には、ボンディングマシンによって形成することが可能なワイヤの類型、各類型に対する形状パラメータが取り得る範囲、ワイヤとダイまたはワイヤとワイヤの許容近接距離の最小値などである。ワイヤの類型とは、ワイヤが取り得る形状のことをいう。各類型に対する形状パラメータが取り得る範囲は、物理的制約と、ボンディングマシンの仕様による制約とによって決まる。ワイヤとダイとの許容近接距離とは、ワイヤとダイの角部との距離の許容最小値をいう。また、ワイヤとワイヤとの許容近接距離とは、ワイヤとワイヤとの間の距離の許容最小値をいう。
【００１２】
仮想配線手段１０８は、配置結線情報記憶手段１０２に記憶された結線データを読み出し、配線規則を満たすように、結線データによって指定される各配線端子の間を、仮想平面上に仮想的なワイヤにより仮想配線を行う。
【００１３】
コスト計算式記憶手段１１０は、コスト評価パラメータからその半導体装置のコストを算出するためのコスト計算式を記憶する。コスト計算式変更手段１０９は、コスト計算式記憶手段１１０に記憶されたコスト計算式を変更する。コスト計算式変更手段１０９がコンピュータのディスプレイに表示したダイアログボックスから、所望のコスト計算式を入力することができる。
【００１４】
コスト計算手段１１１は、三次元情報計算手段１０３および仮想配線手段１０８により計算されるコスト評価パラメータを使用して、コスト計算式記憶手段１１０に記憶されたコスト計算式によりコストの計算を行う。この計算結果は、出力手段１１２から出力される。出力手段１１２は、計算結果をファイルへ出力するかディスプレイに出力する。
【００１５】
図１１は、図１０に示す三次元実装回路設計システムを使用して三次元実装回路の設計を行う場合の設計全体の流れを表したフローチャートである。
【００１６】
まずステップＳ１０１においてに、従来から一般に使用されているＣＡＤシステムにより、基板上にダイを配置するとともに、各ダイおよび基板の配線端子の連結関係の設定を行う。作成されたダイの配置と配線端子の連結関係に関するデータ（配置結線情報）は、図１１の配置結線情報記憶手段１０２に保存される。
【００１７】
次にステップＳ１０２において、設計システム１０１を用いて、各ダイおよび基板の配線端子の仮想配線を行うとともに、コスト計算を行う。
【００１８】
次いでステップＳ１０３において、仮想配線に失敗したか否かを判定する。ステップＳ１０３において仮想配線に失敗したと判定された場合は、再びステップＳ１０１に戻って、ダイ配置の再設計を行う。ステップＳ１０３において仮想配線が成功したと判定された場合は、設計システム１０１はコストの計算結果を出力する。
【００１９】
ステップＳ１０４において、ユーザは、出力されたコストの計算結果を見て、ダイの再配置を行うかどうかを判断する。コストの計算結果が満足するものでないと判断された場合は、再びステップＳ１０１に戻って、ダイ配置の再設計を行う。
【００２０】
ステップＳ１０４において、コストが要求を満たす範囲内のものであると判断された場合は、ステップＳ１０５において、ユーザはワイヤ配線および基板の詳細設計を行い、次いでステップＳ１０６において、三次元実装回路の試作を行う。ステップＳ１０７では、試作品が仕様とコストの要求を充足するかどうかの最終評価を行う。試作品が仕様とコストの要求を充足していない場合には、再びステップＳ１０５に戻って、再度詳細設計をし直す。また、必要がある場合には、ステップＳ１０１に戻り、最初の粗設計からし直す。試作品が仕様とコストの要求を充足した場合には、ステップＳ１０８において製品化する。
【００２１】
図１２は、図１０に示す三次元実装回路設計システムにおけるコスト計算式変更手段のダイアログボックスを示す図である。コスト計算式変更手段１０９は、図１０に示すダイアログボックスを、コンピュータのディスプレイに表示する。ユーザは、所望のコスト計算式をダイアログボックスに入力する。
【００２２】
【特許文献１】特開２００５−３３９４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
特開２００５−３３９４６３号公報（特許文献１）に記載された発明によれば、ユーザは、設定したコスト評価パラメータと計算式に従って、仮想配線が可能かどうか判断でき、また、計算されたコスト評価パラメータから、ダイの配置を評価することができる。ユーザが評価の結果を受け入れた場合は、再び上記手法の最初のステップに戻り、次のダイ配置の計算を行う。しかしながら、計算を行う新たなダイの配置はユーザ自身が決定しなければならない。ダイの配置決定は、積層されるダイの種類によりサイズや方向が異なり、上下のダイで共通の端子を使用することもあるため各種制限を満たしつつ配置方向を決定しなければならず、煩雑なものとなる。また、ユーザが評価の結果を受け入れない場合には、ダイの配置を再度実行しなければならない。
【００２４】
また、特開２００５−３３９４６３号公報（特許文献１）に記載された発明によれば、あるダイ配置についてのコスト評価パラメータを計算することはできるものの、それぞれのダイ配置毎のコスト評価パラメータを一度に比較検討できないため、多数のダイの配置や組み合わせからその都度コスト評価パラメータを算出して配置を決定しなければならない。仮に、条件を満たすダイ配置が複数あっても、実際にダイを配置しなければコスト評価パラメータが計算できないため、配置決定に時間がかかってしまう。
【００２５】
またさらに、コスト評価を行った結果、最小のコストで仮想配線可能と判定されたダイの組み合わせであっても、実際にはワイヤを配置できないことがある。例えば、ボンディングパッドの形状、各ボンディングパッド間の間隔、許容されるワイヤとボンディングパッドのなす角度等の設計規則を満たさない場合があり、このような場合にはワイヤの配置を決定することはできない。
【００２６】
従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、基板上に複数のダイが三次元的に配置される３次元実装基板の効率的な設計を実現することができる設計支援装置および設計支援方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を実現するために、本発明においては、基板上に複数のダイが３次元的に配置される３次元実装基板の設計を支援するための設計支援装置は、各ダイおよび各ダイにおける配線端子に関する配置規則を設定する規則設定手段と、設定した配置規則を満たすダイ配置の候補を計算する候補計算手段と、これら各候補についてのコストを計算するコスト計算手段と、コスト計算手段が計算した各候補についてのコストを比較して最適なダイ配置を決定する配置決定手段と、を備える。
【００２８】
なお、設計支援装置における上記各手段は、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コンピュータプログラムの形式で実現できる。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コンピュータ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コンピュータ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。
【００２９】
本発明による設計支援方法は、各ダイおよび各該ダイにおける配線端子に関する配置規則を演算処理装置に設定する規則設定ステップと、設定した配置規則を満たすダイ配置の候補を演算処理装置が計算する候補計算ステップと、これら各候補についてのコストを演算処理装置が計算するコスト計算ステップと、コスト計算ステップにおいて計算した各候補についてのコストを比較して最適なダイ配置を演算処理装置が決定する配置決定ステップと、を備える。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、基板上に複数のダイが三次元的に配置される３次元実装基板を効率的に設計することができる。本発明によれば、ダイ配置の候補を複数計算し、これら候補のそれぞれについてコストを計算し、各コストを比較して最適なダイ配置を決定するので、従来のようにダイを実際に配置してからコスト計算をし、コストの比較結果に基づいて設計し直すといった作業を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明の実施例による設計支援装置の原理ブロック図である。本発明の実施例によれば、基板上に複数のダイが３次元的に配置される３次元実装基板の設計を支援するための設計支援装置１は、各ダイおよび各ダイにおける配線端子に関する配置規則を設定する規則設定手段２と、設定した配置規則を満たすダイ配置の候補を計算する候補計算手段３と、これら各候補についてのコストを計算するコスト計算手段４と、コスト計算手段４が計算した各候補についてのコストを比較して最適なダイ配置を決定する配置決定手段５と、を備える。また、設計支援装置１は、配置決定手段が決定したダイ配置に関する情報に基づいてダイを配置する設計データを生成する設計データ生成手段６をさらに備える。
【００３２】
なお、設計支援装置における上記各手段は、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コンピュータプログラム、これを実行するコンピュータなどの演算処理装置、およびデータを記憶するためのメモリなどで実現する。
【００３３】
図２は、本発明の実施例による設計支援装置の具体的な構成を示す図である。本発明の実施例による設計支援装置１は、パッド配置情報記憶手段１６、パッド座標計算手段１７、配置規則情報記憶手段１８、ダイ配置計算手段１９、ダイ配置結果記憶手段２０、配置結線情報記憶手段１４、三次元情報計算手段２１、パラメータ情報記憶手段２２、配線端子座標計算手段１５、配線情報構築手段２４、配線規則記憶手段２５、仮想配線手段２３、コスト計算式変更手段２６、コスト計算式記憶手段２７、コスト計算手段２８、出力手段２９、およびコスト比較結果格納手段３１を備える。
【００３４】
配置結線情報記憶手段１４には、ダイの形状および配置設計を行うダイ配置設計ＣＡＤシステム１３によって生成される配置結線情報が記憶される。配置結線情報には、各ダイの配置座標に関するデータ、各ダイの形状に関するデータ、各ダイにおけるワイヤボンディング用の配線端子の位置のデータ、および各ダイの配線端子および基板上の配線端子のそれぞれの間の結線関係のデータなどが含まれる。
【００３５】
パッド情報記憶手段１６には、ボンディングパッド情報が記憶される。ボンディングパッド情報には、ボンディングパッドの形状に関するデータ、およびボンディングパッドの配置方向に関するデータなどが含まれる。図３は、本発明の実施例による設計支援装置におけるボンディングパッド配置規則定義のダイアログボックスを例示する図である。図３に示すダイアログボックスは、コンピュータのディスプレイに表示される。ユーザは、ボンディングパッドの形状として、矩形、長円あるいは多角形であるか、ならびに、ボンディングパッドの幅、高さ、幅間隔および端間隔についてダイアログボックスに入力することができる。また、ユーザは、ボンディングパッドの配置方向として、直線あるいは円弧をダイアログボックスに入力することができる。図４は、ボンディングパッドの配置方向を説明する図である。図４（ａ）は、ボンディングパッドＢＰが直線状に配置された例を示し、図４（ｂ）は、ボンディングパッドＢＰが円弧状に配置された例を示す。図３に示すダイアログボックスに各ボンディングパッド情報が入力され、そして「ＯＫ」ボタンが選択されると、入力されたボンディングパッド情報が、パッド情報記憶手段１６に記憶される。なお、設定できるボンディングパッド情報は図３を参照して説明したもの以外のものであってもよい。
【００３６】
パッド座標計算手段１７は、パッド情報記憶手段１６に記憶されたボンディングパッド情報と、配線端子座標計算手段１５の計算値とを用いてボンディングパッド座標を計算する。すなわち、最大ワイヤ角度、最大（最小）ワイヤ長、ダイ端からボンディングパッドまでの最小間隔、ボンディングパッド間ピッチ／ボンディングパッド幅／ボンディングパッド長さ、ボンディングパッドの形状などの設計ルールに満たすようなボンディングパッドの位置を求める。
【００３７】
配置規則情報記憶手段１８には、各ダイおよびこれら各ダイにおける配線端子に関する配置規則情報が記憶される。配置規則情報には、ダイの積み上げ規則に関するデータ、ワイヤ規則に関するデータ、およびチップパッド規則に関するデータなどが含まれる。
【００３８】
図５は、本発明の実施例による設計支援装置における各ダイの積み上げ規則定義のダイアログボックスを例示する図である。図５に示すダイアログボックスは、コンピュータのディスプレイに表示される。コラム（「入力フィールド」とも称する。）２１１は規則を設定するダイ（使用可能ダイ）を選択することができるプルタブである。コラム２１２では、コラム２１１で選択されたダイに対して配置されるダイの位置を設定することができる。図示の例では「ＳＲＡＭ１」が選択されており、このＳＲＡＭ１の上側、下側および／または並列に、どのダイが配置されるかを設定することができる。また、このダイアログボックスでは、「配置可能角度」として、コラム２１１で選択されたダイに対して、コラム２１２で選択されるダイが、「０度」、「９０度」、「１８０度」あるいは「２７０度」のいずれの角度で配置されることかを定義することができる。図５に示すダイアログボックスに積み上げ規則が入力され、そして「ＯＫ」ボタンが選択されると、入力された積み上げ規則に関するデータが、配置規則情報記憶手段１８に記憶される。なお、設定できる積み上げ規則に関するデータは図５を参照して説明したもの以外のものであってもよい。
【００３９】
図６は、本発明の実施例による設計支援装置におけるワイヤ規則定義のダイアログボックスを例示する図である。図６に示すダイアログボックスは、コンピュータのディスプレイに表示される。このダイアログボックスでは、ワイヤの「角度範囲」、「ワイヤ長」、「ワイヤ−パッド角度」、「立体交差」、「立体交差距離」、「最小隣接距離」、「最小ワイヤ高さ」および「コスト」を入力することができる。ここで、ワイヤの「角度範囲」では、基板面上にある基準線に対してワイヤが配線できる角度の許容範囲を設定することができ、例えば０度から４５度の間で設定することができる。「ワイヤ長」では、チップのボンディングパッドからパッケージのボンディングパッドまでの間において、ワイヤが有する長さの許容範囲を設定することができる。「ワイヤ−パッド角度」では、パッドに対して結線されるワイヤの、パッドに対する角度の許容範囲を設定することができる。「立体交差」では、ワイヤ間における立体交差を許可するかあるいは許可しないかを設定することができる。「立体交差距離」では、ワイヤが立体交差する場合におけるワイヤ間の距離の許容範囲を設定することができる。「最小隣接距離」では、ワイヤの水平方向（すなわち基板面上）におけるクリアランスを設定することができる。「最小ワイヤ高さ」では、ワイヤとダイの角部（辺の部分）との距離を設定することができる。「コスト」では、各項目のコスト計算に必要なコストパラメータ値を設定することができる。図６に示すダイアログボックスにワイヤ規則が入力され、そして「ＯＫ」ボタンが選択されると、入力されたワイヤ規則に関するデータが、配置規則情報記憶手段１８に記憶される。なお、設定できるワイヤ規則に関するデータは図６を参照して説明したもの以外のものであってもよい。
【００４０】
図７は、本発明の実施例による設計支援装置におけるチップパッド配置規則定義のダイアログボックスを例示する図である。図７に示すダイアログボックスは、コンピュータのディスプレイに表示される。コラム２３１は、配置規則を設定するダイ（使用可能ダイ）を選択することができるプルタブである。コラム２３２には、コラム２３１で選択されたダイのチップパッドの配置が表示され、コラム２３３には、各チップパッドの信号線の意味が表示される。図示の例では「ＳＲＡＭ１」が選択され、そのチップパッドの配置がコラム２３２に表示されており、コラム２３２には、信号線「ＳＩＧ１」がＳＲＡＭ１の「Ｗ」側に、信号線「ＵｎＵｓｅｄ」がＳＲＡＭ１の「Ｗ」側に、信号線「ＳＩＧ２」がＳＲＡＭ１の「Ｅ」側に位置するということが表示されている。また、このダイアログボックスでは、ボンディング方向が「順方向」であるかあるいは「逆方向」であるかを入力することができる。また、図示のボンディング方法の「ＣＢＰ−ＳＢＰ」はチップのボンディングパッドからパッケージのボンディングパッドへ結線されることを意味し、「ＣＢＰ−ＣＢＰ」はチップのボンディングパッドから別の段のチップのボンディングパッドへ結線されることを意味する。このダイアログボックスにおいて「ＣＢＰ−ＳＢＰ」かあるいは「ＣＢＰ−ＣＢＰ」かを設定することができる。「コスト」では、各項目のコスト計算に必要なコストパラメータ値を設定することができる。図７に示すダイアログボックスに各チップパッド情報が選択され、そして「ＯＫ」ボタンが選択されると、入力されたチップパッド情報が、配置規則情報手段１８に記憶される。なお、設定できるチップパッド情報は図７を参照して説明したもの以外のものであってもよい。
【００４１】
以上、配置規則情報手段１８に記憶される各ダイおよびこれら各ダイにおける配線端子に関する配置規則を定義するダイアログボックスについて図５〜７に例示したが、さらにこれ以外の配置規則を定義できるようなダイアログボックスを設けてもよい。
【００４２】
ダイ配置計算手段１９は、ある１つのダイ配置の候補として、配置規則に基づいて適切なダイ配置を計算する。この計算結果はダイ配置結果記憶手段２０に記憶される。
【００４３】
三次元情報計算手段２１は、配置結線情報記憶手段１４から配置データおよびダイ形状データを読み出して、ダイの三次元データを作成するとともに、基板上に積層されたダイ（「スタックドダイ」とも称する。）の高さ、積層されたダイの積層段数、および積層されたダイを平面視したときの面積を計算する。これらの計算値は、ダイ配置結果記憶手段２０から読み出されたダイ配置計算手段１９による計算結果とともに、コスト評価パラメータとして、パラメータ情報記憶手段２２に記憶される。
【００４４】
配線端子座標計算手段１５は、配置結線情報記憶手段１４から配置データ、ダイ形状データ、およびダイ形状データを読み出して、これらのデータに基づき、各ダイの配線端子の絶対座標を計算する。
【００４５】
配線情報構築手段２４は、配置結線情報記憶手段１４に保存された配置結線情報に、ワイヤの配置データおよびワイヤの形状データが含まれる場合には、これらのデータに基づき、ワイヤの三次元データを作成する。
【００４６】
配線規則記憶手段２５は、仮想的なワイヤ配線を行う場合の配線規則が記憶されている。配線規則とは、具体的には、ボンディングマシンによって形成することが可能なワイヤの類型、各類型に対する形状パラメータが取り得る範囲、ワイヤとダイまたはワイヤとワイヤの許容近接距離の最小値などである。「ワイヤの類型」とは、ワイヤが取り得る形状のことをいう。各類型に対する形状パラメータが取り得る範囲は、物理的制約と、ボンディングマシンの仕様による制約とによって決まる。「ワイヤとダイとの許容近接距離」とは、ワイヤとダイの角部との距離の許容最小値をいう。また、「ワイヤとワイヤとの許容近接距離」とは、ワイヤとワイヤとの間の距離の許容最小値をいう。
【００４７】
仮想配線手段２３は、配置結線情報記憶手段１４に記憶された結線データを読み出し、配線規則を満たすように、結線データによって指定される各配線端子の間を、仮想的なワイヤにより仮想配線を行う。
【００４８】
コスト計算式記憶手段２７は、コスト評価パラメータからあるダイ配置についてのコストを算出するためのコスト計算式を記憶する。コスト計算式変更手段２６は、コスト計算式記憶手段２７に記憶されたコスト計算式を変更する。コスト計算式変更手段２６がコンピュータのディスプレイに表示したダイアログボックスから、所望のコスト計算式を入力することができる。
【００４９】
コスト計算手段２８は、パラメータ情報記憶手段２２に記憶されたコスト評価パラメータを使用して、コスト計算式記憶手段２７に記憶されたコスト計算式によりコストの計算を行う。この計算結果は、コスト比較結果格納手段に一旦格納され、そして出力手段２９から出力される。出力手段２９は、計算結果を例えばファイルへ出力するかディスプレイに出力する。
【００５０】
選択手段３０は、出力手段２９が出力した計算結果について、ユーザがコンピュータのディスプレイを参照しながら、ユーザ所望の最適なダイ配置を選択できるようにするものである。図８は、本発明の実施例による設計支援装置における配置決定手段のメニュー画面を示す図である。このメニュー画面は、コンピュータのディスプレイに表示される。図１の配置決定手段５は、上述したように、コスト計算手段が計算した各前記候補についてのコストを比較して最適なダイ配置を決定するものである。配置コストは、コスト計算式記憶手段２７に記憶されたコスト計算式に従って計算し、図８のようにコスト値により昇順に候補を表示する。コスト計算式の例として、総配線長の和が短いものやボンディングパッドおよび配線部分の占有面積などが挙げられる。選択した結果を最適な配置として決定し、これに基づいてダイを配置する設計データを生成する。決定した最適なダイ配置については、ユーザがイメージ的に認識しやすいように、図８に示すようにＣＡＤ内に図面として表示するとともに、ＣＡＤデータにその結果を反映させる。
【００５１】
図９は、本発明の実施例による設計支援装置の動作フローを示すフローチャートである。
【００５２】
まず、ステップＳ１において、ボンディングパッドの配置規則が入力される。ボンディングパッドの配置規則の入力に用いられるダイアログボックスについては図３を参照して説明したとおりである。
【００５３】
次いでステップＳ２において、ダイ配置のコスト計算式が入力される。コスト計算式変更手段２６がコンピュータのディスプレイに表示したダイアログボックスに、所望のコスト計算式を入力することができることは上述したとおりであるが、ダイ配置の組み合わせの候補として追加してよいか否かをチェックするためのコスト計算式の具体例をいくつか示すと次のとおりである。なお、コスト計算式は下記具体例に限定されず、ダイの配置のコストを決定できる計算式であればその他のものであってもよい。
【００５４】
コスト計算の計算式の第１の具体例は、ダイの積み上げ規則に基づいてダイ配置をチェックするものである。各ダイの積み上げ規則定義のダイアログボックスについては図５を参照して説明したとおりである。この計算式は、ダイの積み上げ規則に基づいて、各ダイの積み上げ可能な順番（すなわちダイをどのような順番で積み上げるか）を決定するものである。一般的には、最も大きなダイを最下層に配置するが例えば、ダイの端子情報に基づき、信号線がダイの積み重ねによって接続不能になると判断された場合には、積み上げ可能なダイの組み合わせの候補から除去する計算式がある。また例えば、ダイが隣接して重ならず１層以上配置層が異なる場合でも、ワイヤを配置したときの高さが十分確保できない場合例えば最小ワイヤ高さよりも層間の距離が確保できない場合には、積み上げ可能なダイの組み合わせの候補から除去する計算式がある。
【００５５】
コスト計算の計算式の第２の具体例は、各ダイの配線角度などに関してダイ配置組み合わせをチェックするものである。例えば、ボンディングパッド配置規則に基づいて配置済みのボンディングパッドに対して接続対象のワイヤが交差しないか、指定角度範囲にワイヤ角度配置が収まるかなどをチェックする。ボンディングパッドを配置するとワイヤを配線する条件を満たさなくなる場合には、その組み合わせを配置可能な組み合わせから排除する。チェックは各ダイのグループ毎に行い、各チップが属する辺のグループ指定は図７で行う。各ダイにおける信号およびパッドの配置、ならびにパッド間のボンディング方法は図７に示すダイアログボックスで指定する。指定されたダイの各辺について、ボンディングパッド配置規則に基づいてボンディングパッドを配置したときに、単独のダイについてのワイヤ規則、ボンディングパッド配置規則、およびダイパッド規則の全てについてを満足しない場合は、当該組み合わせはダイ配置可能な組み合わせ候補とはしない。また例えば、ダイの積み上げ規則を満足する複数のダイの組み合わせについて、それ以外の各規則に基づいて配置可能かをチェックし、不可能である場合は、当該組み合わせはダイ配置可能な組み合わせ候補とはしない。
【００５６】
コスト計算の計算式の第３の具体例は、共有ボンディングパッドに対するダイ配置組み合わせをチェックするものである。複数のダイが同じ信号を持つボンディングパッドを共有する時の、各ダイからのワイヤ配線の規則チェックを行う。ボンディング方向についてや、「ダイのパッドから同一信号を持つ、異なるダイのパッドまでのボンディングを許す」などといった配置規則は、図７を参照して説明したダイアログボックスから設定する。この計算式では、設定された配置規則に基づいて配線可能かチェックを行い、ワイヤ配線が可能でなければダイの組み合わせ対象から除外する。
【００５７】
ステップＳ３〜Ｓ５は、あるダイ配置についてステップＳ２で設定した計算式を計算し、ステップＳ１で設定された配置規則を満たすかどうかをチェックする処理である。ステップＳ３では、あるダイ配置についてステップＳ２で設定した計算式を計算する。次いでステップＳ４において、この計算結果が、配線規則を満たすかどうかをチェックする。ステップＳ４においてダイ配置が配線規則を満たすと判定された場合には、ステップＳ５において、そのダイ配置を、「配線規則を満たすダイ配置の候補」に追加する。
【００５８】
ステップＳ６では、未チェックの組合せがあるかどうかを判定する。未チェックの組合せがある場合は、ステップＳ７へ進み、ダイ配置の全組合せを計算する。次いでステップＳ８では、当該ダイ配置についてコスト評価パラメータを計算する。ステップＳ９では、未チェックの組合せがあるかどうかを判定する。未チェックの組合せがある場合はステップＳ６に戻り、ない場合はステップＳ１０へ進む。
【００５９】
ステップＳ１０では、ステップＳ８で計算したコスト比較の計算結果をコンピュータのディスプレイに表示する。この表示については図８を参照して説明したとおりである。ステップＳ１１では、ステップＳ１０で表示されたコスト比較の計算結果に基づき最適なダイ配置が選択されたか否かを判定する。最適なダイ配置が決定された場合は、ステップＳ１２において、決定したダイ配置情報に基づいてダイを配置する設計データを生成し、ユーザがイメージ的に認識しやすいように、ＣＡＤ図面にダイ配置を表示するとともに、ＣＡＤデータにその結果を反映させる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、基板上に複数のダイが三次元的に配置される３次元実装基板の設計に適用することができ、例えばマイクロプロセッサおよびそれに付随するメモリなどの超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）を内蔵した半導体チップのチップ・オン・チップパッケージの設計に適用することができる。
【００６１】
本発明によれば、基板上に複数のダイが三次元的に配置される３次元実装基板を効率的に設計することができる。本発明によれば、ダイ配置の候補を複数計算し、これら候補のそれぞれについてコストを計算し、各コストを比較して最適なダイ配置を決定するので、従来のようにダイを実際に配置してからコスト計算をし、コストの比較結果に基づいて設計し直すといった作業を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例による設計支援装置の原理ブロック図である。
【図２】本発明の実施例による設計支援装置の具体的な構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例による設計支援装置におけるボンディングパッド配置規則定義のダイアログボックスを示す図である。
【図４】ボンディングパッドの配置方向を説明する図である。
【図５】本発明の実施例による設計支援装置における各ダイの積み上げ規則定義のダイアログボックスを例示する図である。
【図６】本発明の実施例による設計支援装置におけるワイヤ規則定義のダイアログボックスを例示する図である。
【図７】本発明の実施例による設計支援装置におけるチップパッド配置規則定義のダイアログボックスを示す図である。
【図８】本発明の実施例による設計支援装置における配置決定手段のメニュー画面を示す図である。
【図９】本発明の実施例による設計支援装置の動作フローを示すフローチャートである。
【図１０】特開２００５−３３９４６３号公報（特許文献１）に記載された発明による三次元実装回路設計システムの構成を示す図である。
【図１１】図１０に示す三次元実装回路設計システムを使用して三次元実装回路の設計を行う場合の設計全体の流れを表したフローチャートである。
【図１２】図１０に示す三次元実装回路設計システムにおけるコスト計算式変更手段のダイアログボックスを示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    設計支援装置
２    規則設定手段
３    候補計算手段
４    コスト計算手段
５    配置決定手段
６    設計データ生成手段
１３    ダイ配線設計ＣＡＤ
１４    配置結線情報記憶手段
１５    配線端子座標計算手段
１６    パッド配置情報記憶手段
１７    パッド座標計算手段
１８    配置規則情報記憶手段
１９    ダイ配置計算手段
２０    ダイ配置結果記憶手段
２１    三次元情報計算手段
２２    パラメータ情報記憶手段
２３    仮想配線手段
２４    配置情報構築手段
２５    配線規則記憶手段
２６    コスト計算式変更手段
２７    コスト計算式記憶手段
２８    コスト計算手段
２９    出力手段
３０    選択手段
【図１】
2008077404.tif 000003
【図２】
2008077404.tif 000004
【図３】
2008077404.tif 000005
【図４】
2008077404.tif 000006
【図５】
2008077404.tif 000007
【図６】
2008077404.tif 000008
【図７】
2008077404.tif 000009
【図８】
2008077404.tif 000010
【図９】
2008077404.tif 000011
【図１０】
2008077404.tif 000012
【図１１】
2008077404.tif 000013
【図１２】
2008077404.tif 000014