(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣパッケージ素子を製造するための組立基準及びボンディング規格を照会し、編集する処理を自動で行う統合管理システムであって、
製造されたＩＣ製品の動作電圧と電流、動作速度、内部信号間または内部信号と外部信号間のタイミング関係を基にして、ボンディング図、パッケージ外形図、ピン座標データを有する組立基準を作成する組立基準作成手段と、
前記組立基準を基本データにして、ボンディング規格を作成するボンディング規格作成手段とを備え、
前記組立基準とボンディング規格は、チップサイズ、電極パッドのサイズと位置、ダイパッドのサイズと位置、ボンディングワイヤーの長さと位置及び角度、ボンディング作業順序、電極パッド基準点、リード基準点、電極パッド中心点、リードボンディング地点に関するデータを含み、
前記統合管理システムはＤＭＳデータベースサーバ、ＤＭＳファイルサーバ、及びＤＭＳウェブサーバを含み、前記ＤＭＳデータベースサーバは前記組立基準及びボンディング規格を格納して管理し、前記ＤＭＳファイルサーバはリードフレーム空白図、パッケージ外形図、ボンディング図、及び標準ファイルを管理し、前記ＤＭＳウェブサーバはユーザにウェブインタフェースを提供して遠隔接続を許容し、
前記組立基準作成手段は、前記ボンディング規格が量産に適したボンディング規則を満足するのか検証するボンディング規則検証モジュールを含み、ボンディング設備に伝達される標準ファイルを生成することを特徴とする統合管理システム。
【請求項２】
前記ウェブインタフェースは、組立基準照会機能及び組立基準編集機能を提供することを特徴とする請求項１に記載の統合管理システム。
【請求項３】
前記ウェブインタフェースは、組立基準を作る前に設計されたボンディング図を基準にワイヤーボンディング工程をシミュレーションする予備ボンディング機能を提供することを特徴とする請求項２に記載の統合管理システム。
【請求項４】
前記ウェブインタフェースは、組立基準やボンディング規格に含まれるデータのいずれかを対象とする修正をデータベースの全体に反映する一括修正機能を提供することを特徴とする請求項２に記載の統合管理システム。
【請求項５】
前記ウェブインタフェースは、管理者メニューを提供することを特徴とする請求項１または２に記載の統合管理システム。
【請求項６】
前記ウェブインタフェースは、情報メニューを提供することを特徴とする請求項１または２に記載の統合管理システム。
【請求項７】
前記予備ボンディングは、ユーザにより入力されたチップサイズとパッケージ類型を基にして、このデータに対応する電極パッドをサイズ別に画面上に並べることを特徴とする請求項３に記載の統合管理システム。
【請求項８】
前記組立基準及びボンディング規格の編集は、新しい組立基準及びボンディング規格を作成することと、データベースに格納されている組立基準及びボンディング規格を呼び出して修正または削除することと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の統合管理システム。
【請求項９】
前記ＤＭＳデータベースサーバには、ボンディング規則データが格納されることを特徴とする請求項１に記載の統合管理システム。
【請求項１０】
前記ＤＭＳファイルサーバは、チップレイアウトデータからチップパッドファイルを作成して伝送することを特徴とする請求項１に記載の統合管理システム。
【請求項１１】
前記チップパッドファイルは、チップのサイズ、電極パッド開放部のサイズ、電極パッドの配置と個数、電極パッドピッチ、切断線の幅と長さに対するデータを含むことを特徴とする請求項１０に記載の統合管理システム。
【請求項１２】
前記ウェブインタフェースは、空白図データベース提供機能、パッケージ外形データベース提供機能、ボンダービューアー提供機能を含むことを特徴とする請求項２に記載の統合管理システム。
【請求項１３】
前記ボンダービューアーは、前記ＤＭＳファイルサーバからボンディング図を呼び出し、ボンディング作業進行過程を画面に表示することを特徴とする請求項１２に記載の統合管理システム。
【請求項１４】
ＣＡＤ図面化ツールにより作成され前記ＤＭＳファイルサーバに管理されるリードフレーム空白図が、ボンディング工程に適用できない場合、ボンディング工程に適用できるように加工するＣＡＤデータ加工モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の統合管理システム。
【請求項１５】
前記ＣＡＤデータ加工モジュールは、ＣＡＤ図面化ツールで作成されたボンディング図において、チップの電極パッド中心点とリードフレームリードの中心点とを算出する中心化作業を行い、ボンダービューアーにおいて必要な作業情報内容を伝達することを特徴とする請求項１４に記載の統合管理システム。
【請求項１６】
前記ＩＣパッケージ素子は、メモリ半導体素子であることを特徴とする請求項１４または１５に記載の統合管理システム。
【請求項１７】
前記ボンディング規則検証モジュールで適用するボンディング規則は、半導体チップの電極パッドピッチを基準に作成されることを特徴とする請求項１に記載の統合管理システム。
【請求項１８】
前記ボンディング規則は、ボンディングパッド開放部(ＢＰＯ)と関連した規則、微細パッドピッチのための電極パッドレイアウトと関連した規則、パッドピッチ別チップパッド設計規則、ボンディングワイヤーと関連した規則、チップサイズと関連した規則を含むことを特徴とする請求項１７に記載の統合管理システム。
【請求項１９】
前記ボンディングパッド開放部と関連した規則は、ＢＰＯサイズとＢＰＯ間隔を定める規則を含み、前記微細パッドピッチのための電極パッドレイアウトと関連した規則は、最小コーナーパッドピッチ、コーナーパッドの個数、最小コーナーＢＰＯ間の間隔を定め、
前記パッドピッチ別チップパッド設計規則は、電極パッドと周辺パターンとの離隔距離、電極パッドと切断線との離隔距離に対する規定により最小パッドピッチ別に適用される規則値を定め、
前記ワイヤーと関連した規則は、ワイヤーのサイズと長さ及び角度を定め、
前記チップサイズに関連した規則は、チップピッチ、すなわち、チップのサイズに切断線の幅と長さが加えられた値を含むことを特徴とする請求項１８に記載の統合管理システム。
【請求項２０】
ＣＡＤ図面化ツールにより作成されたリードフレーム空白図原図を読取する読取機と、該読取機で読取したデータをリードフレーム空白図ファイルに変換する生成モジュールと、前記変換された空白図ファイルをデータベースに格納する記録機とを備えるリードフレーム空白図データベース構築モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の統合管理システム。
【請求項２１】
前記リードフレーム空白図ファイルには、ダイパッドのサイズ、１番リードの位置データが含まれることを特徴とする請求項２０に記載の統合管理システム。
【請求項２２】
ＣＡＤ図面化ツールにより作成されたパッケージ外形図原図を読取する読取機と、該読取機で読取したデータをパッケージ外形図ファイルに変換する生成モジュールと、前記変換された外形図ファイルをデータベースに格納する記録機とを備えるパッケージ外形図データベース構築モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の統合管理システム。
【請求項２３】
前記外形図ファイルには、パッケージ類型とピン数、リード番号、基準部の位置に関するデータが含まれることを特徴とする請求項２２に記載の統合管理システム。
【請求項２４】
前記ＣＡＤデータ加工モジュールは、ＣＡＤ図面化ツールで作成されたボンディング図を読取する読取機と、前記ボンディング図に中心化作業を行い加工するデータ加工部と、加工された前記ボンディング図を所定のファイル形式に格納する記録機とを含むことを特徴とする請求項１５に記載の統合管理システム。
【請求項２５】
前記ＣＡＤデータ加工モジュールは、前記ボンディング図を加工して生成された標準ボンディング図を生成してボンダービューアーモジュールに伝送することを特徴とする請求項２４に記載の統合管理システム。
【請求項２６】
前記ボンディング規則検証モジュールは、
ＤＭＳデータベースサーバから前記ボンディング規則を読み取る読取機と、
前記ボンディング規則を所望の製品が満足するか確認するＢＲＣ（Bonding Rule Check）実行部と、
前記ＢＲＣ実行部の検証結果を記録する記録機とを含むことを特徴とする請求項１または１７に記載の統合管理システム。
【請求項２７】
前記ボンディング規則検証モジュールは、前記ＤＭＳファイルサーバによってチップレイアウトデータから作成されたチップパッドファイルを、該ＤＭＳファイルサーバから読み取って自動でシミュレーション上で配線する機能を提供する配線動作を行うことを特徴とする請求項２６に記載の統合管理システム。
【請求項２８】
前記チップパッドファイルには、チップ認識部の位置、パッドとリードの連結レイアウトに関する情報、半導体チップのパッケージのＢＧＡボール番号、パッド機能名がさらに含まれることを特徴とする請求項１１に記載の統合管理システム。
【請求項２９】
前記ＤＭＳファイルサーバは、前記リードフレーム空白図の他に、印刷回路基板(PCB)空白図をさらに管理することを特徴とする請求項１、１９〜２１に記載の統合管理システム。
【請求項３０】
前記空白図ファイルには、リード先端の位置、リードボンディング地点の位置、リード基準点の位置、リード番号がさらに含まれることを特徴とする請求項２１に記載の統合管理システム。
【請求項３１】
前記ボンディング規則検証モジュールは、既に設計検証済みの形態のチップレイアウトデータをデータベース化し、問題のないレイアウトをチップパッドファイル形態に構築して、ユーザの呼び出しにより提供するデータベース化機能を提供することを特徴とする請求項２６に記載の統合管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ＩＣ組立工程技術に関するもので、より詳しくは、ワイヤーボンディング工程の自動化、及びワイヤーボンディング工程に必要なデータを統合管理するためのシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品をパッケージして接続する組立技術は、コンピュータや他の電子システムの性能を左右する重要な分野として位置付けられている。半導体チップのパッケージは、シリコンチップを電子システム内に収容し、半導体チップの適切な動作及び信頼性を保障するのに必要な環境を提供するだけでなく、半導体チップを電子システムと電気的に連結させる。
【０００３】
パッケージ工程または組立工程は、ウエハーの一括製造工程(wafer fabrication processes)を経て、集積回路が形成されたウエハーから始まる。典型的なプラスチックパッケージを中心にパッケージ組立工程を説明すれば、次の通りである。ウエハーにＥＤＳ(Electric Die Sorting)検査を通じて、不良チップをインキなどで表示する。
【０００４】
組立工程のためにウエハーを適切なフレームに実装し、ウエハーを切断して個別チップに分離する。ＥＤＳ検査による表示に従い、チップを選別して良品チップをパッケージベース(例えば、リードフレームのダイパッド)に貼付ける。このようなダイボンディング工程は、パッケージベースまたはチップ裏面に、銀(Ａｇ)エポキシのような接着剤を塗布した後、半導体チップとパッケージベースを貼付けて硬化させる段階を含む。
【０００５】
パッケージベースと半導体チップは、一般に、金属ワイヤーにより電気的に連結される。ＴＡＢをパッケージベースとして使用する場合には、ＴＡＢリードを半導体チップの電極パッドと連結することにより、パッケージベースと半導体チップとの電気的接続がなされることもでき、半導体チップをフリップチップはんだボンディングすることにより、このような電気的接続を具現することができる。
【０００６】
プラスチックパッケージ胴体を成形し、胴体外部に突出した外部リードを適切な形態に折曲した後、製品番号などをマーキングすれば組立工程が終わる。組立されたパッケージ製品の信頼性及び電気的特性を検査して出荷する。
【０００７】
このような組立工程において、パッケージベースと半導体チップとの電気的な連結には、ワイヤーボンディング技術が広く用いられている。ワイヤーボンディング工程は、高生産量と経済的な量産性を達成しなければならない。高速ワイヤーボンディング装備は、リードフレームを作業空間に供給するハンドリングシステムを含む。イメージ認識システムによりダイ(die;ウエハーから分離された個別半導体ＩＣチップをいう)をボンディングと一致させる。
【０００８】
ワイヤーは、一回に１つずつボンディングされる。ワイヤーボンディングには、金線や銅線を熱音波ボンディングする工程が含まれ、ワイヤーを供給するセラミックキャピラリを主に使用する。熱エネルギーと超音波エネルギーを用いて、金属ワイヤーボンディングを形成する。
【０００９】
１つの電気的接続部のために２つのワイヤーボンドが形成されるが、一方はＩＣチップの電極パッドに形成され、他方はリードフレームのリードに形成される。ＥＦＯ(Electric flame-off)工程で形成されるボール(ball)は、荷重と超音波エネルギーを用いて、数ミリ秒以内の短い時間にダイ上の電極パッド開放部に直接接触するように形成され、アルミニウム金属パッドにボールボンドを形成する。その後、ワイヤーを持ち上げてループを形成し、リードフレームの所望の位置に接触させてウェッジボンド(wedge bond)を形成する。
【００１０】
このように、ワイヤーボンディング工程は、チップの電極パッドとリードフレームリードを１つずつ金属ワイヤーで連結しなければならないので、高速の自動ワイヤーボンディング工程のためには、チップのレイアウトに対する情報とリードフレームの構造に対する情報とが必要であり、チップレイアウトで生成されたデータとリードフレームを設計したデータとを統合的に管理して活用する必要がある。
【００１１】
従って、半導体チップパッケージ組立工程、特に、ワイヤーボンディング工程の量産性を高めるためには、１次的に立派なチップ設計規則を立てて、これを守ることが重要である。このような設計規則は、生産しようとするパッケージ製品の類型に合うように生成されなければならず、使用可能な組立装備に適合しなければいけない。
【００１２】
設計規則の決定は、チップレイアウトの開始前、初期段階になされることが好ましい。パッケージのＩ／Ｏピン数が増加し、半導体チップのサイズが減りながら、電気的接続のために必要な面積がチップのサイズに多くの影響を及ぼすようになるが、このような問題を解決するためには、有効ボンディングパッドのサイズ、パッドピッチ及び公差(tolerance)を減らす必要がある。
【００１３】
チップレイアウトは、組立工程の自動化と信頼性に直接的な影響を及ぼす。設計規則は、ダイ設計ＣＡＤ(Computer Aided Design)システムに統合させることが好ましいが、例えば、設計規則によるボールボンディング位置とステッチボンディング位置を示すワイヤーボンディング型板(template)を、プラスチックパッケージ組立工程に利用する。
【００１４】
設計者は、この型板にチップレイアウトを重畳させ、ボンディングパッドをどの位置に形成すれば良いのか判断することができる。
【００１５】
組立工程を自動化するために、設計規則を作ることも重要であるが、組立工程のいずれか１段階で生成されたデータを、次の組立工程段階で別途の修正や加工をせず、そのまま利用できるようにすることも非常に重要である。
【００１６】
このための従来技術としては、例えば、製品番号を示すテーブルを有するデータベースを用いて、これを互いに他の組立工程に必要な製造工程データにコンピュータリンクさせるものがある（たとえば、特許文献１参照）。
【００１７】
データを相関(correlate)させる時、作業者が手動で行うのでなく、特定製品番号に対する工程段階をクリックすることによって、所望のデータを迅速で且つ正確に持ってくることができる。この従来技術に用いられる製造工程データは、ウエハー裏面研磨データ、ワイヤーボンディングデータ、テスト変数、パッケージングデータ及びマーキングデータを有する。
【００１８】
このような製造工程データ項目に対応するデータ項目を示すデータファイルを生成し、該データファイルを製造工程データ項目とリンクさせ、リンクされたデータとデータベースを組立設備に伝送した後、個別組立工程に必要なデータを呼び出す。
【００１９】
組立工程の自動化技術の他の例としては、エックス−ウィンドウ(X-Windows)を基盤にするユニックスシステムで構成され運営されて、ブランクボンドマスターデータベース（blank bond master database）とチップレイアウト（chip layout）設計データからチップパッドレイアウト（chip pad layout）とイメージファイル（image file）を抽出し、ＧＤＳ形式からＡＵＴＯＣＡＤ形式へ、またはＴＩＦ形式からＡＵＴＯＣＡＤ形式へ変換／格納してデータベース化するものがある。ダイイメージは、ボンディング装置ダイアグラムと併合されて、ビルドシート（build sheet）を作成し、その後、ＩＣパッケージが前記ボンディング装置ダイアグラムを基礎にして製造される（たとえば、特許文献２参照）。
【００２０】
このような従来の自動化技術は、自動ワイヤーボンディング工程のためのボンディング図を作成する個別設計者には役立つが、数多くの種類のＩＣチップを組立する大量組立ラインの設計者及び作業者には、より進歩した技術開発の必要性を感じさせる。
【００２１】
また、チップレイアウト設計者とリードフレーム設計者は、従来の自動化技術に恵まれず、従来の自動化技術が具現される特定プラットホーム(例えば、ユニックスシステムのワークステーション)を保有していない作業者や設計者は、自動化技術で構築された情報やデータにアクセスするのに多くの制約を受ける。
【００２２】
また、既存にワークステーションプラットホームで動作するＣＡＤ図面化ツールにより生成された設計データや組立データを、実際の組立量産ラインで組立基準によりボンディング規格に登録した。これを汎用的に活用・編集するためには、別途の手作業過程が必要なので、組立工程に追加的な人的投資と時間がかかり、ヒューマンエラーが生じる可能性があって、組立工程の生産性と量産性が劣り、効率的なデータ管理が難しくなる。
【００２３】
【特許文献１】
サイラスロジック(Cirrus logic)の米国特許第６,２５６,５４９号「統合製造ソリューション」
【特許文献２】
ＡＭＤ(Advanced Micro Devices)の米国特許第５,６０８,６３８号「ＩＣパッケージを製造するためのビルドシート自動化装置及び方法」
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、チップ設計段階で生成されたデータと、リードフレーム設計段階で生成されたデータとを、組立工程においてそのまま活用できるようにする統合管理システムを提供することにある。
【００２５】
本発明の他の目的は、チップやリードフレーム設計データと、組立工程データとをプラットホームに関係なく、アクセスさせることのできる統合管理システムを提供することにある。
【００２６】
本発明のさらに他の目的は、組立工程において汎用的に活用できる組立基準とボンディング規格を自動で生成し、統合的に管理するシステムを提供することにある。
【００２７】
本発明のさらに他の目的は、組立工程で生じ得るヒューマンエラーを減らし、組立工程の生産性と量産性を高めることにある。
【００２８】
本発明のさらに他の目的は、チップやリードフレーム設計段階で生成されたデータと、組立工程で生成されたデータとを、チップ設計者、リードフレーム設計者、組立工程作業者などが、単一システムで活用できるようにすることにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明によるシステムは、ＩＣパッケージ素子を製造するための組立基準及びボンディング規格を照会し、編集する処理を自動で行う統合管理システムであって、製造されたＩＣ製品の動作電圧と電流、動作速度、内部信号間または内部信号と外部信号間のタイミング関係を基にして、ボンディング図、パッケージ外形図、パッケージピン構成、ピン座標データを有する組立基準を作成する組立基準作成手段と、前記組立基準を基本データにして、ボンディング規格を作成するボンディング規格作成手段とを備え、前記組立基準とボンディング規格は、チップサイズ、電極パッドのサイズと位置、ダイパッドのサイズと位置、ボンディングワイヤーの長さと位置及び角度、ボンディング作業順序、電極パッド基準点、リード基準点、電極パッド中心点、リードボンディング地点に関するデータを含み、前記統合管理システムはＤＭＳデータベースサーバ、ＤＭＳファイルサーバ、及びＤＭＳウェブサーバを含み、前記ＤＭＳデータベースサーバは前記組立基準及びボンディング規格を格納して管理し、前記ＤＭＳファイルサーバはリードフレーム空白図、パッケージ外形図、ボンディング図、及び標準ファイルを管理し、前記ＤＭＳウェブサーバはユーザにウェブインタフェースを提供して遠隔接続を許容し、前記組立基準作成手段は、前記ボンディング規格が量産に適したボンディング規則を満足するのか検証するボンディング規則検証モジュールを含み、ボンディング設備に伝達される標準ファイルを生成することを特徴とする。
【００３０】
本発明による統合管理システムにおいて、ウェブインタフェースは、組立基準照会機能及び組立基準編集機能、組立基準を作る前に設計されたボンディング図を基準にして、ワイヤーボンディング工程をシミュレーションする予備ボンディング機能を提供し、組立基準やボンディング規格に含まれるデータのいずれかを対象とする修正をデータベースの全体に反映する一括修正機能と、管理メニュー及び情報メニュー機能とを提供する。予備ボンディングは、ユーザに入力されたチップサイズとパッケージ類型を基にして、このデータに対応する電極パッドをサイズ別に並べるもので、組立基準及びボンディング規格の編集は、新しい組立基準及びボンディング規格を作成すること、並びにデータベースに格納されている組立基準及びボンディング規格を呼び出して修正または削除することを含む。ＤＭＳファイルサーバで作成されて伝送されるチップパッドファイルは、チップのサイズ、電極パッド開放部のサイズ、電極パッドの配置と個数、電極パッドピッチ、切断線の幅及び長さに対するデータが含まれる。
【００３１】
本発明による統合管理システムのボンディング規則検証モジュールで適用するボンディング規則は、半導体チップの電極パッドピッチを基準に作成され、ボンディングパッド開放部(ＢＰＯ)と関連した規則、微細パッドピッチのための電極パッドレイアウトと関連した規則、パッドピッチ別チップパッド設計規則、ボンディングワイヤーと関連した規則、チップのサイズと関連した規則が含まれる。ここで、ＢＰＯ関連規則は、ＢＰＯサイズとＢＰＯ間隔を定める規則を含み、微細パッドピッチのための電極パッドレイアウトと関連した規則は、最小コーナーパッドピッチ、コーナーパッドの個数、最小コーナーＢＰＯ間の間隔を定め、パッドピッチ別チップパッド設計規則は、電極パッドと周辺パターンとの離隔距離、電極パッドと切断線との離隔距離に対する規定により、最小パッドピッチ別に適用される規則値を定め、ワイヤーと関連した規則は、ワイヤーのサイズと長さ及び角度を定め、チップサイズと関連した規則はチップピッチ、すなわちチップのサイズに切断線の幅と長さが加えられた値を含む。
【００３２】
ＣＡＤデータ加工モジュールは、ＣＡＤ図面化ツールで作成されたボンディング図を読取する読取機と、前記ボンディング図に中心化作業(centering opertion)を行い加工するデータ加工部と、前記加工されたデータを所定のファイル形式に格納する記録機とを有し、チップパッドファイルは、チップ認識部(chip ID)の位置、パッドとリードの連結レイアウトに関する情報、半導体チップのパッケージのＢＧＡボール番号、パッド機能名をさらに有し、空白図ファイルは、リード先端の位置、リードボンディング地点の位置、リード基準点の位置、リード番号をさらに有する。
【００３３】
本発明による統合管理システムは、チップ設計で生成されたデータと、リードフレーム設計過程で作られたデータとを別途の手作業加工無しで、ワイヤーボンディング設備まで自動で処理して伝達する。このようにすれば、ワイヤーボンディング工程の量産性(production yield)が改善でき、生産量(throughput)を高めることができる。また、チップ設計やリードフレーム設計者にも、ワイヤーボンディング工程のために修正または加工したデータを正確で且つ速かに伝達できるので、より正確な設計作業が可能である。例えば、本発明による統合管理システムにより加工されたチップ電極パッドとリードフレームリードの中心点データを、チップ設計とリードフレーム設計過程にフィードバックすることにより、より正確で且つ信頼性のある設計作業が可能となる。
【００３４】
本発明の統合管理システムによれば、チップやリードフレーム設計データと、組立工程データとをプラットホームに関係なく、遠隔接続されたユーザなら誰でもアクセスが可能で、組立工程で汎用的に活用できる組立基準とボンディング規格を自動で生成して統合的に管理することが可能である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
明細書で使用される用語
本明細書で使用する用語のうち、「規格(specification)」は、ＩＣ半導体製品を生産するために、または生産されたＩＣ半導体製品を使用するために守らなければならない標準を意味し、「基準(reference)」は、ＩＣ半導体製品を製造するのに必要な基準情報を有する文書を意味する。例えば、「設計規格」とは、製造されたＩＣ製品の動作電圧と電流、動作速度、内部信号間または内部信号と外部信号間のタイミング関係などを意味し、「組立基準」とは、ワイヤーボンディング自動工程のために必要な基準情報、例えば、ボンディング作業順序、チップ電極パッドとリードフレームリードの基準点、ボンディング地点、ボンディング規則検証結果を示すデータなどを有する。
【００３６】
（実施例）
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【００３７】
図１は、本発明によるシステムの全体構造を示すブロック図であって、ユーザインタフェースを中心にシステム構造を示した図面である。
【００３８】
本発明による統合管理システム（ＡＳＩＣ）１００は、組立基準新規作成／編集機能１２０と組立規格照会１４０の機能を有し、図面管理システム(組立基準作成手段：Drawing Management System、以下、ＤＭＳと記す)２００とボンディング規格作成システム(ボンディング規格作成手段：以下、ｅＳＰＥＣと記す)３００とを備える。統合管理システム１００は、コンピュータシステムで実行されるソフトウェアとして具現され、ユーザがシステム１００にログオンすると、ＤＭＳとｅＳＰＥＣに接続できる初期画面が提供される。
【００３９】
組立基準は、設計規格(design specification)を基にし、設計規格は、開発規格を基にして作成される。組立基準は、ＤＭＳ２００で文書化作業をするのに使われる。組立基準は、ＩＣ製品を組立するのに必要な基本的な情報を有するが、例えば、ボンディング図、ピン構成、パッケージ外形、パッケージピン座標、ボンディング規則検証結果を有し、パッケージのマーキングデータを有することもできる。組立基準は、組立工程、特にワイヤーボンディング工程のための情報提供用規格の一種と見なされる。
【００４０】
ＤＭＳ２００は、ユーザインタフェースのための管理者メニュー２２０、ユーザメニュー２４０及び情報メニュー２６０を備える。管理者メニュー２２０は、データベース構築及び管理のためのものであるが、管理者権限を有するユーザは、このインタフェース２２０を介してパッケージ外形データベース２２１、リードフレーム（Ｌ／Ｆ）空白図データベース２２２、ゲートアレイデータベース２２３、分類体系２２４、ボンディング規則管理２２５及び一般情報２２６を形成して管理できる。
【００４１】
本発明でリードフレーム空白図データベース２２２に格納されるデータは、一般プラスチックパッケージの組立工程に用いられるリードフレームに対する空白図に限定されず、例えば、印刷回路基板(ＰＣＢ)の空白図データも含まれる。パッケージ外形データベース２２１は、パッケージ外部に突出したピンの定義、１番ピンの位置、ピン番号付け等に対するデータを有する。
【００４２】
リードフレーム空白図データベース２２２は、パッケージ類型別に別途のデータベースで構築されることができ、ダイパッドの位置、リードに関する情報、ワイヤーボンディング装備の認識のためのリードの基準点、リード上のボンディング地点に関するデータなどを有する。ゲートアレイデータベース２２３は、設計済みのダイパッドの位置に対する設計情報を有している。分類体系２２４は、データベースに格納されている各種データをどんな基準に分類するかを規定する分類方式と体系に関するデータが含まれる。
【００４３】
ユーザメニュー２４０は、予備ボンディング(pre-bonding)２４１、一括修正２４２、組立基準照会２４３、組立基準編集２４４を選択して実行できる。予備ボンディング２４１機能は、組立基準を作る前に設計されたボンディング図に誤りがあるか検証し、誤りを修正するワイヤーボンディング工程のシミュレーション機能を提供する。予備ボンディング２４１機能には、設計したチップのサイズとパッケージ類型を入力すれば、これに合う電極パッドをサイズ別に並べてユーザが容易に選択できるようにする機能を追加できる。
【００４４】
一括修正２４２機能は、例えば、特定製品群のボンディング位置一部分が変更された場合、該当データを一括的に修正できる機能を提供する。
【００４５】
組立基準照会２４３機能は、既に作成されている組立基準をユーザが照会できるようにし、組立基準編集２４４は、新しい組立基準を作成して登録する作業と、データベースに格納されている組立基準を呼び出して修正または削除する作業とを有する。組立基準編集２４４機能を通じて、新しく登録、修正または削除された基準に含まれるあらゆるデータは、自動でシステムのサーバにアップロードされる。
【００４６】
以上説明した管理者メニュー２２０とユーザメニュー２４０に含まれる機能は、図面に示したものに制限されず、必要によって他の機能を追加または修正できるという点は、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する当業者なら容易に理解できるものである。
【００４７】
本発明による統合管理システム１００は、従来、予備ボンディング機能のみ提供したものと異なり、組立基準を編集して一括修正する機能などを提供する。
【００４８】
統合管理システム１００の情報メニュー２６０は、選択事項であって、ボンディング規則ヘルプ２６１機能とＣＡＥファイル管理２６２機能とを提供できる。ボンディング規則ヘルプ２６１機能は、ボンディング規則に対する説明を提供することによって、ＤＭＳ２００に接続した設計者が設計過程または組立基準照会や編集過程において、具体的なボンディング規則(例えば、電極パッドのサイズ、コーナーパッドピッチ、ボンディングワイヤー間の距離、ボンディングワイヤーの長さと角度等)を参照できるようにする。
【００４９】
ＣＡＥファイル管理２６２機能は、ＩＣチップの組立工程のために生成された各種データファイルを管理する機能を有するが、本発明の一実施例によれば、チップレイアウト原図(例えば、図５)とリードフレーム空白図原図(例えば、図６)のような図面を作成するＣＡＤ図面化ツール(drawing tools)によって生成されたファイルは、拡張子が例えば、ＭＩ、ＧＢＲ、ＤＸＦであり、本発明による統合管理システム１００によって加工され、データベースに格納されるボンディング図ファイルは、ＤＸＦ形式を有する。
【００５０】
上記したように、図６の空白図は、パッケージ組立工程に一般に適用されるリードフレームを示したが、本発明はここに限定されず、例えばＰＣＢに対する空白図を有する。また、例えば、システム１００内部に格納された空白図ファイルは、*．ｂｃｆ、パッケージ外形図は、*．ｐｋｇ、標準ファイルは、*．ｓｔｄ形式を有する。ＣＡＥファイル管理２６２は、ログオンしたユーザ別に該当ユーザが有しているファイルを表示し、チップパッドファイルをワークステーションプラットホームからＰＣプラットホームへ渡す時、通路の役割を果たす。
【００５１】
統合管理システム１００のボンディング規格作成システム(ｅＳＰＥＣ)３００は、ボンディング規格照会３２０のためのインタフェースと、ボンディング規格編集３４０のためのインタフェースとを備える。組立基準編集２４４と同様に、ボンディング規格編集３４０も新たなボンディング規格を新規に登録したり、既に登録されたボンディング規格を修正して削除する作業を含む。
【００５２】
本発明の一実施例によれば、ボンディング規格は、チップサイズ、電極パッドのサイズと位置、ダイパッドのサイズと位置、ボンディングワイヤーの長さと位置及び角度、ボンディング作業順序、電極パッド基準点、リード基準点、電極パッド中心点、リードボンディング地点に関するデータを含む。
【００５３】
図２は、本発明による統合管理システムであって、システムのハードウェアと機能を中心にシステムを示すブロック図である。
【００５４】
統合管理システム１００は、ＤＭＳデータベースサーバ４００、ＤＭＳファイルサーバ５００、ＤＭＳウェブサーバ６００を備え、リードフレーム空白図データベース構築モジュール７００、パッケージ外形データベース構築モジュール７１０、ＣＡＤデータ加工モジュール７２０（図中、単にＣＡＤデータ加工と示す）、ボンディング規則検証(ＢＲＣ;Bonding Rule Check)モジュール７３０、ボンダービューアーモジュール７４０（図中、単にボンダービューアーと示す）を備える。
【００５５】
ＤＭＳデータベースサーバ４００には、組立基準データ、ボンディング規格データ、基準情報、ボンディング規則データなどが格納される。
【００５６】
ＤＭＳファイルサーバ５００は、空白図５１０、パッケージ外形図５２０、ボンディング図５３０、標準ファイル５４０、チップパッドファイル５５０を作成して伝送する。
【００５７】
例えば、ボンディング図５３０は、外部ユーザ７６０に伝送されることができる。チップパッドファイル５５０は、例えば、図５のチップレイアウトデータから生成される。図５を参照すれば、チップレイアウトは、半導体チップ５０、電極パッド５１、チップ認識部５２を備える。
【００５８】
図５のチップレイアウトは、チップ設計ＣＡＤツール、例えば、カデンツ(cadence)社の「ＯＰＵＳ」またはアバンティ(Avanti)社の「Ａｐｐｌｏｏｌ」プログラムを用いて作成されたもので、ＩＣチップの製造に使われるチップ電極パッドのマスク層を用いて作ることができる。チップレイアウトデータからチップパッドリストを抽出し、チップＩ／Ｏユーティリティ(例えば、図１３の１２００)を用いてチップパッドファイル（ＤＭＳボンディング用パッドファイル）を生成する。
【００５９】
チップＩ／Ｏユーティリティは、例えば、ワークステーションプラットホームで動作するツールであって、チップ設計ＣＡＤツールから得たレイアウトデータと設計デザインデータを用いて、チップパッドファイルを生成するユーティリティである。
【００６０】
チップパッドファイルには、チップのサイズ「ａ×ｂ」、チップの活性面に形成されている電極パッド５１開放部のサイズ(図９のＢＰＯ)、チップ認識部５２の位置、電極パッド５１の配置と個数、１番パッドの位置、電極パッドピッチ「ｅ」、電極パッド５１とチップ角面までの距離「ｉ」、切断線(scribe line、図示せず)の幅及び長さなどに関するデータ、パッドとリード連結情報、ＢＧＡボール番号、パッド機能名(ピン名)、電極パッドの物理的データなどが含まれる。
【００６１】
チップレイアウトは、例えば、ＧＤＳファイルフォーマットからなるＣＡＤファイルであるが、これは、ＤＭＳファイルサーバ５００によってＤＸＦファイルフォーマットに変換される。すなわち、ワークステーションプラットホームからアクセス可能なファイルフォーマットにおいて、ＰＣプラットホームからアクセスできるファイル形式に自動変換される。ＧＤＳファイルフォーマットとＤＸＦファイルフォーマットは、標準化されたグラフィックＣＡＤデータファイルフォーマットのいずれかの１つであって、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者なら容易に理解できるので、ファイルフォーマットに対する詳細な説明は省略する。チップパッドファイル５５０以外の空白図５１０、パッケージ外形図５２０などについては後述する。
【００６２】
ＤＭＳウェブサーバ６００は、遠隔ユーザの接続が可能なように通信網(図示せず)と連結され、例えば、ワールドワイドウェブ(world wide web)を基盤にしたウェブサービスを提供する。ＤＭＳウェブサーバ６００と連結された通信網は、ＴＣＰ／ＩＰを用いて相互接続できるコンピューターネットワークであっても良く、同軸ケーブル、光ファイバーで連結された近距離通信網(ＬＡＮ)であるか、統合サービスデジタル網(ＩＳＤＮ)、広域総合情報通信網(Ｂ-ＩＳＤＮ)のような遠距離通信網(ＷＡＮ)であっても良い。
【００６３】
ＤＮＳウェブサーバ６００に対する遠隔ユーザの接続には、防火壁(firewall)のような保安装置を通させることが好ましい。保安装置は、統合管理システム内部への不正アクセスを防止するためのものである。すなわち、保安装置は、認証を受けたトラフィックのみが保安装置を通過できるようにする。保安装置は、サーバ管理者が設定した規定を基盤にトラフィックを検査し、それによる作動をするが、許可(または権限附与)、認証、ロギング(logging)機能を有し、警告(altering)や二進コード／実行コードスキャニング機能を有することもできる。
【００６４】
ウェブサーバ６００は、例えば、ハイパーテキストマークアップ言語(ＨＴＭＬ；HyperText Markup Language)を使用して、インターネット上の文書を具現することによって、ウェブサービスを提供する。ＨＴＭＬは、いずれかのプラットホーム(platform)から他のプラットホームへ移動できるハイパーテキスト文書の生成に使われる非常に簡単なデータフォーマットである。
【００６５】
一方、サンマイクロシステム(Sun Microsystem)のジャバ(Java（登録商標）)を使用して、動的でリアルタイムウェブアプリケーションを生成し、多様なユーザインタフェースを提供することによって、動的ウェブページを生成することもできる。また、サンマイクロシステム社のジャバＡＰＩ(Application Programming Interface)と互換される特殊アプリケーション、すなわち、ジャバアプレットを使用したり、ＣＧＩ(Common Gateway Interface)を使用したりして、ウェブ文書に対話形コンテンツを付加することができる。
【００６６】
ウェブサーバ６００を介して提供されるウェブサービスは、空白図データベース提供６１０、組立基準登録／編集６２０、組立基準やボンディング規格の一括修正６３０、パッケージ外形データベース提供６４０、ボンディング規格登録／編集６５０、及びボンダービューアー６６０などを備える。ここで、提供されるサービスに参照番号を付して列記しているが、以下、これらの機能を提供するハードウェアを示す場合にも同様の参照番号を付して説明する。
【００６７】
空白図データベース提供６１０機能は空白図データベース構築モジュール７００とリンクされ、パッケージ外形ＤＢ提供６４０機能はパッケージ外形ＤＢ構築モジュール７１０とリンクされる。
【００６８】
ボンディング規格登録／編集６５０機能は、ＣＡＤデータ加工モジュール７２０及びボンディング規則検証（ＢＲＣ）モジュール７３０とデータをやり取りする。ボンダービューアー６６０機能は、ボンダービューアーモジュール７４０と連結される。ボンダービューアーファイルは、データベース４１０に格納されているボンディング図をＤＭＳファイルサーバ５００を介して呼び出すファイルを意味する。ボンディング装備の認識点と認識領域などを予めファイルに作って、ボンディング作業順序の進行過程を画面に表示し、作業者がボンディング工程を実際に進行する前、異常有無をもう一度確認できるようにする。ボンダービューアーモジュール７４０で生成されたデータは、テキストファイルとしてボンディング設備７５０に渡される。
【００６９】
統合管理システム１００により提供される空白図データベース構築７００機能、及びパッケージ外形データベース構築７１０機能については、図１１を参照して後述する。
【００７０】
ＣＡＤデータ加工７２０機能は、ＣＡＤ図面化ツールにより作成されたデータが、ボンディング工程に必要なデータとして十分に用意（管理）されていない場合、これをボンディング工程のために、本発明による統合管理システム１００に適合するように加工する機能である。例えば、メモリ素子の場合、電極パッドをチップ活性面(active surface)の中央部に配置した中央パッド型素子が、多くの比重を占めながら、チップレイアウトとリードフレーム空白図が一対一に対応する場合が多くなる。すなわち、様々なチップレイアウトに対して一つのリードフレーム空白図を適用できず、個別チップレイアウトに合う別途のリードフレーム空白図を作成しなければならない。
【００７１】
従って、ＣＡＤ図面化作業を迅速に進行するために、チップ電極パッドとリードフレームリードの中心点を正確に定めずに、リードと電極パッド間の連結情報のみを定めたまま、ＣＡＤ図面化作業を完成するようになる。このような、ＣＡＤ図面化ファイルを、例えば、ＬＡＮにより受けて、中心化作業を通じて正確なデータ算出のための補正作業を行い、標準ボンディング図を生成することがＣＡＤデータ加工モジュール７２０の機能に含まれる。
【００７２】
ＢＲＣ(Bonding Rule Check)
ボンディング規則検証７３０機能は、作成されたボンディング図(bonding diagram)が決まった設計規則を満足するのか検証する。設計規則は、例えば、チップの電極パッドピッチを基準に作成し、製造工程とは関係なく、チップパッドとパッケージ類型(例えば、ＱＦＰ(Quad Flat Package)、ＰＬＣＣ(Plastic Leaded Chip Carrier)、ＤＩＰ(Dual Inline Pacakge)、ＴＳＯＰ(Thin Small Outline Package)、ＢＧＡ(Ball Grid Array)等)、及び製造業者のみによって区分できる。
【００７３】
ボンディング規則に含まれる項目のうち、最小パッドピッチは、チップの電極パッド中心から隣接電極パッドの中心までの距離を計算して求めた最小値をいい、最も重要な項目の一つである。この値によって適用されるボンディング規則は異なる。組立工程能力によって最小パッドピッチ別に適用される規則は異なる。ボンディング規則は、ボンディングパッド開放部(ＢＰＯ；Bonding Pad Opening)と関連した規則、微細パッドピッチのための電極パッドレイアウトと関連した規則、パッドピッチ別チップパッド設計規則、ワイヤーと関連した規則、チップサイズと関連した規則を含む。
【００７４】
ＢＰＯ関連規則は、ＢＰＯサイズとＢＰＯ間隔を定める規則を含む。ＢＰＯは、図９に示したように、ＩＣチップの一定の位置において、絶縁層９１２上に形成された電極パッド金属層９１０を有するウエハー全面に塗布されたパッシベーション層(passivation layer)９１５をエッチングして開放される電極パッド領域をいう。図９で図面符号「９１６」は、絶縁層９１２とパッシベーション層９１５が重なった部分の幅を示す。ＢＰＯサイズと関連した規則は、単一ＢＰＯ(図１０の９２０及び９３０)と、二重または三重ＢＰＯ(図１０の９４０)によって異なる。
【００７５】
単一ＢＰＯ９２０、９３０は、１つの電極パッドに１つの金属ワイヤーがボンディングされ、二重／三重ＢＰＯ９４０には、２つまたは３つの金属ワイヤーがボンディングされる。ＢＰＯサイズの最小値は、金属ワイヤーのサイズに影響を及ぼし、ワイヤーサイズに比べてＢＰＯサイズが小さい場合、ワイヤーボンディング工程で形成されるボール(ball)によりパッシベーション層９１５が傷付く場合がある。二重／三重ＢＰＯ９４０のサイズが決まった規則を満足することができなければ、１つの電極パッドにボンディングされた様々なワイヤーが接触する不良が生じ得る。ＢＰＯ間隔を定める規則は、隣接ＢＰＯ間の距離、ＢＰＯと切断線(scribe line)間の距離、最後のＢＰＯと切断線間の距離(dead zone)の最小値を定める。
【００７６】
微細パッドピッチのための電極パッドレイアウトと関連した規則は、例えば、１００μｍ以下のパッドピッチに適用される規則であって、チップ中央部の電極パッドレイアウトのうち最小値を基準に計算された値である。微細パッドピッチ規則は、例えば、最小コーナーパッドピッチ(コーナーパッドに適用される値のうち、最小パッドピッチ)、コーナーパッドの個数、最小コーナーＢＰＯ間の間隔(コーナーパッド個数に制限を受けるパッドに対するＢＰＯ間の間隔)を定める。
【００７７】
パッドピッチ別チップパッド設計規則は、電極パッドと周辺パターン及び切断線との離隔距離に対する規定であり、最小パッドピッチ別に適用される規則値を定める。
【００７８】
ワイヤーに関連した規則は、ワイヤーサイズ、長さ及び角度を定める。ワイヤーのサイズは、リードフレームの空白図が構築される時、パッケージ類型別に規定されたワイヤーサイズデータベースを構築して空白図に表示され、またはＢＰＯサイズによって一層小さなワイヤーサイズが適用される場合には、ＢＰＯサイズによるワイヤーサイズを規則化して具現する。一方、最小パッドピッチが小さくなるほど、小さなワイヤーサイズを適用すべきなので、規則でパッドピッチ別に情報を提供することができる。
【００７９】
ワイヤーの長さは、電極パッド中心からリードのボンディング地点までの最大長さを制限する。ワイヤー角度は、ＩＣチップの横面とボンディングワイヤーがなす角度であり、一般に最大４５゜〜６０゜である。ワイヤーと関連した規則には、半導体チップ(ダイ)を通るワイヤーの長さ値が含まれるが、これは電極パッド中心からチップ隅までの距離に決めることができる。この値が大き過ぎると、チップにボンディングされた後、ワイヤーが引き伸ばしてチップの隅と接触する不良(sagging)が生じ得る。ワイヤーとワイヤー間の間隔(最短垂直距離)、及びワイヤーとリード間の間隔もワイヤーと関連した規則により規定されることができる。
【００８０】
チップサイズに関連した規則は、チップピッチ、すなわちチップのサイズに切断線の幅及び長さを加えた値を含む。チップピッチは、ウエハー上のステップサイズ(step size)を意味する。チップサイズと切断線の幅及び長さの値を正確に区分して入力しなければならず、この値を基準にし、チップパッドファイルが生成されてＢＲＣに入力される。チップサイズ関連規則は、ＢＰＯから切断線までの距離、最後のＢＰＯから切断線までの距離、電極パッド中心からチップ隅までの距離、チップサイズに対するダイパッドサイズの比、チップ隅からダイパッドまでの距離、チップ厚さなどに対する最小値及び最大値を定めることができる。
【００８１】
図３は、本発明による統合管理システムの作業を注文型半導体素子中心に説明する流れ図である。ここで説明する作業流れは、新しく生産する半導体ＩＣ素子の組立工程、特に、ワイヤーボンディング工程のためのものである。
【００８２】
ＣＡＥ図面化ツール３０（図３中、ＣＡＥと示す）により作成されたチップレイアウトデータからチップパッドファイル５５０を作成し、リードフレーム原図からリードフレーム空白図５１０を作成する。ＣＡＥ図面化ツール３０は、例えば、Ｘ−ウィンドウシステムを基盤にしたワークステーションプラットホームである。
【００８３】
データベース構築段階３３では、チップパッドファイル５５０、リードフレーム空白図５１０、及びＤＭＳ２００のボンディング規則検証モジュール７３０を用いて、組立基準またはボンディング規格を生成し、データベース３４を構築する。データベース３４からボンディング図をデータファイルにして、報告書自動生成段階３５で新たな組立開発規格に登録上申をすれば、その内容を確認した後(段階３６)、ボンディング規格に登録し、ボンダービューアーモジュール７４０で編集して標準ファイルを生成し(段階３７：図４参照)、これをボンディング設備７５０に伝送する。
【００８４】
図４は、本発明による統合管理システムの作業をメモリ半導体素子を中心に説明する流れ図である。ここで説明する作業流れは、新しく生産するメモリ半導体素子の組立工程、特に、ワイヤーボンディング工程のためのものである。
【００８５】
メモリ半導体素子は、上述したように、ＣＡＥ図面化ツール３０で作成されたボンディング図４０をそのまま使用できず、標準ボンディング図生成のための加工４２が必要である。データ補正と加工４２は、上述したように、ＣＡＤデータ加工モジュール７２０でなされる。加工された標準ボンディング図を規格に登録し(４５)、ボンダービューアーモジュール７４０で編集した後、ボンディング設備７５０に伝送する。
【００８６】
図１１は、リードフレーム空白図データベース構築モジュール及びパッケージ外形データベース構築モジュールの構造を示すブロック図である。
【００８７】
図１１を参照すれば、ＣＡＤ図面化ツール１０１０により作成されたリードフレーム原図及びパッケージ外形図は、伝送ユーティリティ１０２０を介して、例えば、ＣＡＥ ＬＡＮからＰＣ ＬＡＮへ伝送される。リードフレーム空白図には、例えば、図７に示したように、ダイパッド６０、タイバー(tie bar)６１、内部リード(inner leads)６２が示される。なお、ＣＡＤ図面化ツール１０１０は、図１４、１５、１６において、省略して“ＣＡＤ  Ｗ／Ｓ”と示す。
【００８８】
一方、パッケージ外形図は、例えば、図８に示したように、パッケージ外形８０、ピン８２、基準部８４等を示す。基準部８４が左上端に載置されるようにパッケージ外形８０を整列した時、通常、基準部８４の左側初端に配列されているピンが１番ピン８２−１であり、反時計回りにピン番号を付ける。図８の実施例は、全て１００個のピンを有するＴＱＦＰ(Thin Quad Flat Package)型の素子である。
【００８９】
リードフレーム空白図ＤＢ構築モジュール７００は、読取機７０２、生成モジュール７０４、管理モジュール７０６、記録機７０８を備える。読取機７０２は、例えば、ＭＩ、ＧＢＲ、ＤＸＦ形式で作成されたＣＡＤファイルを読取って生成モジュール７０４に伝達する。生成モジュール７０４は、読取機７０２から入力された３つのファイルを読取し、これをさらにＤＸＦファイル形態に変換する。すなわち、ＭＩ→ＤＸＦ形式、ＧＢＲ→ＤＸＦ形式に変換して標準化したＣＡＤファイルを作る。
【００９０】
管理モジュール７０６は、生成されたリードフレーム空白図データを管理する。記録機７０８は、例えば、ＤＸＦファイル形式の空白図ファイルを空白図データベース６１０に格納する。ＤＭＳファイルサーバ(図２の５００)で加工された空白図ファイル(*．ｂｃｆ)は、空白図データベース６１０に格納されたＤＸＦフォーマットの空白図ファイルを読取し、ダイパッドのサイズ(図７のｉ×ｊ)、１番リード６３の位置、リード先端の位置、ボンディング地点、基準点設定、リードフレームのサイズ、リード番号などの情報を固有ファイル形態に格納したものである。
【００９１】
パッケージ外形図ＤＢ構築モジュール７１０は、読取機７１２、生成モジュール７１４、管理モジュール７１６、記録機７１８を備える。読取機７１２は、例えば、ＭＩ、ＧＢＲ、ＤＸＦ形式で作成されたＣＡＤファイルを読取して生成モジュール７１４に伝達する。生成モジュール７１４は、読取機７１２から入力された３つのファイルを読取し、これをさらにＤＸＦファイル形態に変換する。すなわち、ＭＩ→ＤＸＦ形式、ＧＢＲ→ＤＸＦ形式に変換して標準化したＣＡＤファイルを作る。
【００９２】
管理モジュール７１６は、生成されたパッケージ外形図データを管理する。記録機７１８は、例えば、ＤＸＦファイル形式のパッケージ外形図ファイルを外形図データベース６４０に格納する。ＤＭＳファイルサーバ(図２の５００)で加工されたパッケージ外形図ファイル(*．ｐｋｇ)は、パッケージ外形図データベース６４０に格納された外形図ファイルを呼び出し、パッケージの外形図の形態及び類型、ピン数、基準部８４の位置等のような情報を格納した固有ファイル形態である。
【００９３】
図１２は、ＣＡＤデータ加工モジュールの構造を示すブロック図である。
【００９４】
ＣＡＤデータ加工モジュール７２０は、上述したように、例えばメモリ半導体素子のようにＣＡＤ図面化ツールで作成されたデータが、ボンディング工程に必要なデータとして十分に用意（管理）されていない場合、これをボンディング工程のために、本発明による統合管理システム１００に適合するように加工する機能を有する。
【００９５】
本発明の一実施例によれば、ＣＡＤデータ加工モジュール７２０は、図１２に示したように、読取機７２２、データ加工部、記録機７２４を備える。読取機７２２は、ＣＡＤ図面化ツール１０１０により作成されたボンディング図を、伝送ユーティリティ１１２０を介してＣＡＥ ＬＡＮからＰＣ ＬＡＮに伝送されたＭＩ、ＧＢＲ、ＤＸＦ形式のファイルを読取してデータ加工部に伝送する。
【００９６】
データ加工部は、金属ワイヤーがボンディングされるべき電極パッドの中心点、リードフレームリードの中心点、正確なボンディング地点など中心化作業により、正確なデータ算出のための補正作業を行う。加工されたデータは、記録機７２４により、例えば、ＤＸＦファイル形式に格納され、標準ボンディング図１１３０を生成してボンダービューアーモジュール７４０にその結果値が伝送される。
【００９７】
図１３は、ボンディング規則検証モジュールの構造を示すブロック図である。
【００９８】
ボンディング規則検証モジュール７３０は、チップＩ／Ｏユーティリティ１２００により生成されたチップパッドファイル、空白図ＤＢ６１０に格納されている空白図ファイル、及びパッケージ外形ＤＢ６４０に格納されているパッケージ外形ファイルからデータを読取する読取機７３２と、ＢＲＣ実行部と、記録機７３４とを備える。
【００９９】
読取機７３２で読取することができるファイルは、例えば、ＤＸＦまたはテキスト形式のファイルである。ＢＲＣ実行部は、上述したボンディング規則(例えば、ＢＰＯと関連した規則、微細パッドピッチのための電極パッドレイアウトと関連した規則、パッドピッチ別チップパッド設計規則、ワイヤーに関連した規則、チップサイズに関連した規則等)を特定ＩＣ製品が満足するのか確認する。
【０１００】
ＢＲＣ実行部は、ボンディング規則検証以外に、配線(wiring)、データベース化作業も行う。配線作業は、チップパッドファイルを読取して自動で配線がなされた後、問題のある部分に対して追加、削除などの編集ができ、また特殊なボンディング形態を例に挙げ、チップパッドからチップが持ち上げられるリードフレームパッドで配線される形態など、特殊な場合にユーザが修正できる機能を提供する。
【０１０１】
データベース化作業は、既に設計検証済みの形態のチップレイアウトデータをデータベース化し、問題のないレイアウトをチップパッドファイル形態に構築しておいて、ユーザがこれを呼び出して使用できるようにする機能を提供する。従って、基本的なレイアウトは変更されず、内部設計のみ変更して適用する場合に用いられる機能である。
【０１０２】
ＢＲＣ実行部の検証結果は、記録機７３４により、例えば、ＤＸＦ形式とＢＶＦ(bonder viewr file)の形式に格納され、組立基準１２１０に登録または編集されることができ、その結果は、ボンダービューアーモジュール７４０に伝送される。
【０１０３】
（データ流れ図）
図１４は、本発明による統合管理システム内のデータ流れを示すブロック図である。
【０１０４】
図１４のデータ流れは、システム内外部のハードウェアとソフトウェアとが結合されて現れる機能を中心に説明する。図面で右側に一つだけ頂点がある白抜き三角形の記号は、データの入力を表し、左側に一つだけ頂点がある白抜き三角形の記号はデータの出力を表す。
【０１０５】
まず、ＣＡＤ図面化ツール１０１０で作成されたリードフレーム原図、チップレイアウト、パッケージ外形図、ボンディング図(メモリチップの場合)が出力され、ＤＭＳファイルサーバ５００に入力される。
【０１０６】
ＤＭＳファイルサーバ５００は、ＣＡＤ図面化ツール１０１０から入力されたデータを基礎として、空白図ファイル、チップパッドファイル、パッケージ外形図ファイル、ボンディング図(メモリ)ファイルを生成する。
【０１０７】
ＤＭＳファイルサーバ５００で作成された空白図ファイル及びチップパッドファイルは、予備ボンディング２４１に伝送され、パッケージ外形図ファイルは、組立基準編集６２０に伝送され、ボンディング図(メモリ)ファイルは、ＣＡＤデータ加工モジュール７２０に伝送される。
【０１０８】
ＤＭＳファイルサーバ５００は、予備ボンディング２４１により作成されたボンディング図(ｄｘｆ)ファイルまたはＣＡＤデータ加工モジュール７２０により加工されたメモリボンディング図(ｄｘｆ)を基礎として、ボンディング図ファイルを作成し、これを組立基準編集６２０とボンディング規格編集６５０に伝送する。ＤＭＳファイルサーバ５００は、予備ボンディング２４１により作成された標準ファイル(ｓｔｄ)とＣＡＤデータ加工モジュール７２０の出力データを入力にして、標準ファイル(ｓｔｄ)を作成し、これを組立基準編集モジュール６２０に伝送する。
【０１０９】
予備ボンディング２４１では、空白図ファイル及びチップパッドファイルが入力データになり、ボンディング図(ｄｘｆ)ファイル及び標準ファイル(ｓｔｄ)が出力データになる。一方、組立基準編集６２０では、ボンディング図(ｄｘｆ)ファイル、パッケージ外形図ファイル、チップパッドファイルが入力データであり、組立基準(ポストスクリプト;postscript、以下、ｐｓという)ファイル、ボンディング図ファイル(ｄｘｆ)、標準ファイル(ｓｔｄ)が出力データである。ここで、標準ファイル(ｓｔｄ)は、ＢＲＣやＣＡＤデータ加工モジュールで生成するファイルであって、それぞれのモジュールで作業が終わった後、組立において必要なデータ、すなわち、装備に入れることができる標準ファイルをいう。従って、ワイヤーの始点と終点に対する位置データ、ワイヤー作業順序、ワイヤー作業方向、基準点設定情報、パラメーター群設定情報、図面回転情報、原点情報、チップ個数及び位置情報、その他の基準情報などに関するデータが標準ファイルに含まれる。
【０１１０】
ＤＭＳウェブサーバ６００は、組立基準編集６２０から出力された組立基準(ｐｓ)とボンディング図ファイル(ｄｘｆ)を入力データにするが、組立基準(ｐｓ)本文に挿入し、ボンディング図ファイル(ｄｘｆ)を貼付として挿入する。ＤＭＳウェブサーバ６００は、ｅＳＰＥＣサーバ３００から出力されたボンディング規格(ｐｓ)を本文に挿入し、組立基準文書を遠隔接続者にウェブサービスする。
【０１１１】
ボンディング規格編集６５０は、ボンディング図(ｄｘｆ)を入力にして、ボンディング規格(ｐｓ)、ボンディング図(ｄｘｆ)、標準ファイル(ｓｔｄ)を出力する。この出力は、ｅＳＰＥＣサーバ３００とボンディング設備７５０に伝送される。ｅＳＰＥＣサーバ３００は、ボンディング規格編集６５０から出力されたボンディング規格(ｐｓ)を本文に挿入し、ＤＭＳウェブサーバ６００に出力する。
【０１１２】
ボンディング設備７５０は、組立基準編集６２０とボンディング規格編集６５０から出力されたボンディング図ファイル(ｄｘｆ)と、組立基準編集６２０、ボンディング規格編集６５０、ボンダービューアーモジュール７４０から出力された標準ファイル(ｓｔｄ)とを入力データにし、自動ワイヤーボンディング工程を行う。
【０１１３】
ボンダービューアーモジュール７４０は、ＤＭＳファイルサーバ５００からボンディング図ファイル(ｄｘｆ)、ボンダービューアーファイル(ｂｖｆ)、標準ファイル(ｓｔｄ)が入力され、標準ファイル(ｓｔｄ)をボンディング設備７５０に出力する。
【０１１４】
（組立規格照会／編集プロセス）
図１５は、本発明による組立基準照会及び編集過程を示す流れ図である。
【０１１５】
ユーザ(例えば、設計者や組立工程エンジニア)が本発明による統合管理システム１００にログオンする(１４１０)。ユーザが統合管理システムの技術文書編集機能(例えば、図１の組立基準編集２４４)を選択し、編集しようとする技術文書の情報、例えばパッケージの類型、チップの種類などをユーザが直接入力するか、システムに提供されたリストにより選択して入力する(１４１２)。
【０１１６】
予備ボンディング及びボンディング規則検証などを通じて完成した図面情報は、組立基準作成に伝達され(１４１４)、ｅＳＰＥＣ３００のデータベース３５０に格納される(１４１５)。
【０１１７】
予備ボンディングとボンディング規則検証では、ＤＭＳファイルサーバ５００から提供される図面情報が活用され、予備ボンディング及びボンディング規則検証結果がＤＭＳファイルサーバ５００に伝送される。また、組立基準作成においても、ＤＭＳファイルサーバ５００とデータをやり取りするプロセスが含まれる。
【０１１８】
組立基準が作成されれば、該当技術文書が組立基準として技術文書編集にフィードバックされ(１４１６)、技術文書に上申される(１４１８)。上申された技術文書は、決裁過程(１４２０)を経る。上申された文書が直ちに決裁承認されれば（決裁：ＹＥＳ）、技術文書に登録され(１４２２)、ＤＭＳデータベース４１０に格納される(１４２４)。一方、上申された文書に不具合があって承認されなければ（決裁：ＮＯ）技術文書の補完と修正作業を経て、ＤＭＳデータベース４１０に格納される。
【０１１９】
ＤＭＳデータベース４１０に格納されている技術文書は、ユーザが照会できる(１４２６、１４２８)。この際、決裁情報も一緒に照会することができる。ＤＭＳデータベース４１０に格納された技術文書は、ウェブサービスを介して提供されることもできる(１４３０)。外部ユーザ７６には、技術文書の登録や修正などに関する情報が通知され(１４３２)、防火壁などを介してその内容が提供される(１４３４)。ウェブサービスは、組立工程エンジニアと設計者のような作業者にもアクセスを許容するが、作業者はウェブサービス１４３０を介してＤＭＳデータベース４１０に格納されている技術文書を照会でき(１４７２)、該当技術文書に含まれているボンディング順序などの情報を変更し、これをＤＭＳファイルサーバ５００を介して修正できる（１４７０）。
【０１２０】
ＣＡＤ図面化ツール１０１０は、空白図、チップレイアウト、パッケージ外形をＣＡＤファイルで作成し、ＤＭＳファイルサーバ５００に送る。ＤＭＳファイルサーバ５００は、ＤＭＳ管理者２２０に空白図管理、パッケージ外形管理、ボンディング規則管理機能などを提供する(１４５６)。ボンディング設備７５０は、ＤＭＳファイルサーバ５００を介して図面情報とボンディング順序データが提供され（１４５４）、自動ワイヤーボンディング工程を行う。
【０１２１】
（ボンディング規格照会／編集プロセス）
図１６は、ボンディング規格照会及び編集過程を示す流れ図である。
【０１２２】
本発明による統合管理システム１００にユーザがログオンする(１５１０)。ログオンしたユーザがボンディング規格編集を選択すれば、予備ボンディング及びワイヤー補正機能が提供される(１５１２)。ＤＭＳファイルサーバ５００を介して提供される(１５９２)図面情報を基に、予備ボンディングとワイヤー補正作業を行い(１５１４)、ボンディング規格を作成し、作成されたデータをｅＳＰＥＣデータベース３５０に格納する(１５１６)。
【０１２３】
格納されたボンディング規格は、経路１５３６に沿ってフィードバックされ、ボンディング規格文書を上申する手続(１５２０)が進行される。上申されたボンディング規格文書は、規格決裁手続を経る(１５２２)。決裁過程で文書が直ちに承認されれば（決裁：ＹＥＳ）、ＰＣＣＢ合意過程を経て(１５２４)、この合意過程で問題点が発見されなければ（決裁：ＹＥＳ）、上申されたボンディング規格は標準文書として登録され(１５２６)、ＤＭＳデータベース４１０に格納される。
【０１２４】
ＰＣＣＢ合意過程は、技術部署と品質部署などの実務者が重要な変更事項に対して、進行可否または承認可否を決定する段階をいう。ＰＣＣＢ合意過程は、決裁過程に含まれるものとすることができる。一方、決裁過程やＰＣＣＢ合意過程で拒絶された場合（決裁：ＮＯ）には、その内容がＤＭＳデータベース４１０に格納されると同時に、補完修正手続が進行される(１５３４、１５４２)。
【０１２５】
補完修正された文書は、ｅＳＰＥＣデータベース３５０に更新格納され、経路１５３６に沿ってボンディング規格文書上申手続をさらに進行する。決裁や合意過程で直ちに承認されない場合にも、その内容をＤＭＳデータベース４１０に格納し、間違った部分を修正または編集して、常に正しい内容に再上申／再決裁できるようにすることが好ましい。
【０１２６】
ＤＭＳデータベース４１０に標準文書として格納されたボンディング規格は、ユーザがその決裁情報と一緒に、または決裁情報とは別途に文書照会ができ(１５６０、１５６２)、ＤＭＳデータベース４１０に格納された決裁情報は、ｅＳＰＥＣデータベース３５０に伝送される(１５６４)。決裁情報は、図面作成やチップパッドファイルなど重要な生成過程はＤＭＳで発生し、発生したデータを呼び出して上申できる基本情報と関連図面ファイルを用いて、決裁上申プロセスはｅＳＰＥＣを介してなされる。従って、決裁情報ｅをＳＰＥＣデータベース３５０に格納すれば、データの活用度が高まる。
【０１２７】
ｅＳＰＥＣデータベース３５０に格納されたボンディング規格文書は、ウェブインタフェースを介して遠隔ユーザに提供される(１５７０)。例えば、ボンディング規格文書が新しく登録されたり、既存のボンディング規格文書が修正された場合には、この事実が通知され(１５７２)、外部ユーザ７６０は防火壁を介してその情報が閲覧できる(１５７４)。
【０１２８】
組立工程エンジニアを含む作業者は、ウェブインタフェースを介してボンディング規格文書が照会でき(１５７６)、ボンディング順序などの情報を変更する必要がある場合、作業者はＤＭＳファイルサーバ５００によりボンディング規格文書を修正することもできる（１５９６）。ＤＭＳファイルサーバ５００は、ＣＡＤ図面化ツール１０１０からボンディング図原図を受け(１５８０)、標準文書として登録されたボンディング規格などの図面情報及びボンディング順序に関する情報をボンディング設備７５０に提供する（１５９０）。
【０１２９】
【発明の効果】
本発明によれば、チップ設計段階で生成されたデータと、リードフレーム設計段階で生成されたデータとを、組立工程でそのまま活用できるだけでなく、チップやリードフレーム設計データと組立工程データをプラットホームに関係なく、遠隔または直接接続するユーザなら誰でもアクセス可能となる。
【０１３０】
また、半導体パッケージ組立工程において、汎用的に活用できる組立基準とボンディング規格を自動で生成し、統合的に管理するシステムを提供し、組立工程で生じ得るヒューマンエラーを減らし、組立工程の生産性と量産性を高めることが可能である。
【０１３１】
また、本発明の統合管理システムによれば、チップやリードフレーム設計段階で生成されたデータと、組立工程で生成されたデータとを、チップ設計者、リードフレーム設計者、組立工程作業者などが、単一システムで活用でき、微細パッドピッチと関連した規則などの設計規則を現実化して設計者が予め規則検証が可能なので、設計誤りを最小限５〜１０％程度減らすことができる。また、ワイヤーボンディング工程のようなチップ設計情報とリードフレーム設計情報が必要な工程全体を、予め検証して工程誤りなどを確認することによって、ＩＣパッケージ製品のリードタイム(lead time)を短縮することができる。
【０１３２】
また、本発明によれば、ボンディング設備の効率を極大化することができ、ボンディング誤りモニターリング時間を縮めることができ、ボンディング設備の交替率を下げ、経済的な利点もある。
【０１３３】
組立基準やボンディング規格のような標準文書の作業を自動化することによって、組立工程エンジニアの業務負担を減らすことができ、製品の設計変更を実際の組立生産ラインに正確に反映できるため、多品種製品の大量生産が、市場適時性のニーズに合わせて可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による統合管理システムにおいて、ユーザインタフェースを中心にシステム構造を示す図である。
【図２】  本発明による統合管理システムにおいて、システムのハードウェアと機能を中心にシステムを示すブロック図である。
【図３】  本発明による統合管理システムの作業を注文型半導体素子中心に説明する流れ図である。
【図４】  本発明による統合管理システムの作業をメモリ半導体素子中心に説明する流れ図である。
【図５】  チップレイアウトの一例を示す平面図である。
【図６】  リードフレームの空白図(blank diagram)の一例を示す平面図である。
【図７】  ボンディング図(bonding diagram)の一例を示す平面図である。
【図８】  ピン構成とパッケージ外観を表したパッケージ外形図の一例を示す平面図である。
【図９】  電極パッドと関連した設計規則を説明するための断面図である。
【図１０】  電極パッドと関連した設計規則を説明するための平面図である。
【図１１】  リードフレーム空白図データベース構築モジュール及びパッケージ外形データベース構築モジュールの構造を示すブロック図である。
【図１２】  ＣＡＤデータ加工モジュールの構造を示すブロック図である。
【図１３】  ボンディング規則検証モジュールの構造を示すブロック図である。
【図１４】  本発明による統合管理システム内のデータ流れを示すブロック図である。
【図１５】  組立基準照会と編集過程を示す流れ図である。
【図１６】  ボンディング規格照会と編集過程を示す流れ図である。
【符号の説明】
１００…統合管理システム、
２００…ＤＭＳ、
２２０…管理者メニュー、
２４０…ユーザメニュー、
２６０…情報メニュー、
３００…ｅＳＰＥＣ、
４００…ＤＭＳデータベースサーバ、
５００…ＤＭＳファイルサーバ、
６００…ＤＭＳウェブサーバ、
６１０…空白図データベース、
６２０…組立基準編集、
６３０…一括修正、
６４０…パッケージ外形データベース、
６５０…ボンディング規格登録／編集モジュール、
７００…空白図データベース構築モジュール、
７１０…パッケージ外形データベース構築モジュール、
７２０…ＣＡＤデータ加工モジュール、
７３０…ボンディング規則検証モジュール、
７４０…ボンダービューアーモジュール、
７５０…ボンディング設備。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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