(57)【要約】【課題】データ入力手段５と、配線パターン作画手段１と、ネット生成手段２と、データ出力手段６を有する電気配線板設計装置において、多岐にわたる電気配線板の製造工程内及び製品完成後に実施される検査内容を、設計段階で設定可能とする電気配線板設計装置を提供することにある。【解決手段】前記ネット生成手段２により作成されたネットに対する属性値を設定するネット属性情報定義手段３と、該ネット属性情報定義手段３で設定されたネット属性値を参照して、電気配線板の検査内容を設定する検査属性情報定義手段４とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ入力手段と、配線パターン作画手段と、ネット生成手段と、データ出力手段を有する電気配線板設計装置において、前記ネット生成手段により作成されたネットに対する属性値を設定するネット属性情報定義手段と、該ネット属性情報定義手段で設定されたネット属性値を参照して、電気配線板の検査内容を設定する検査属性情報定義手段とを備えたことを特徴とする電気配線板設計装置。
【請求項２】
前記検査属性情報定義手段は、ネットに依存しない検査内容を設定するグローバル検査属性情報定義手段と、単一ネットに対して検査内容を設定するネット検査属性情報定義手段と、複数のネットで構成されるネットグループに対して検査内容を設定するネットグループ検査属性情報定義手段とからなることを特徴とする請求項１に記載の電気配線板設計装置。
【請求項３】
前記ネット属性情報定義手段は、単一ネットに対して属性値を設定するネット属性情報定義手段と、複数のネットで構成されるネットグループに対して属性値を設定するネットグループ属性情報定義手段とからなることを特徴とする請求項1または２に記載の電気配線板設計装置。
【請求項４】
前記検査属性情報定義手段は、前記ネット属性情報定義手段で設定されたネット属性値を参照するとともに、該ネット属性値を演算して検査属性情報を設定する演算もしくはプログラミング機能を備えたことを特徴とする請求項1〜３いずれか１項に記載の電気配線板設計装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板やBGA基板などの電気配線板を設計する際使用する電気配線板設計装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体パッケージを実装するプリント基板や、半導体チップを実装するBGA基板のような電気配線板を設計する際には、統合的な機能を有する電気配線板設計装置（もしくはCAD）が使用されている。電気配線板設計装置では、ネットリストに基づいてネットを生成し、そのネット情報に基づいて、ネットが示す2点間を結線するような配線作画機能が備わっている。設計工程単独でみれば、これに加えて電気配線板のデザインルールチェック機能が備わっていれば、製造工程に合わせて製造可能で、かつ完成後の特性が仕様を満たすと予測される配線設計を完了させることができる。
【０００３】
従来の通常の電気配線板であれば、単に配線が幾何学的に繋がっていて、外観に汚れなどの異常がなければ、製品としてはそれで仕様を満たしていた。このような基板では、製造中及び製品作成後の検査項目は比較的単純である。各層の配線パターンの結線状態を検査するパターン検査と、外観上の汚れ、異物、変色などを検査する外観検査と、製品完成後の配線の結線状態を検査するオープンショート検査とを実施すれば事足りる。また、これらの検査は、各ネットの持つ属性によって検査内容が変更されるわけではなく、原則的に同じ検査の内容が全ネットに対して実施される。
【０００４】
一方、電気配線板は、近年の電子機器や電子デバイスの高速化や高機能化に対応して、多くの厳しい製品仕様や機能を要求されるようになってきている。代表的な例には次のようなものがある。ひとつは、高速対応の特性インピーダンス、伝送遅延、スキューを制御した基板である。今ひとつは、ノイズやグランドバウンス対策、あるいはアナログ回路などのための受動部品を内蔵した基板である。このような高機能及び多機能な電気配線板では、製品にかかわる検査も多岐にわたる。たとえば、高速基板では特性インピーダンス検査、S-parameter検査などが必要で、伝送方式が差動になれば、これらは差動インピーダンス検査、差動S-parameter検査と検査内容が変更になる。部品内蔵基板では、受動部品のLCRなどの回路パラメータ測定が、更に追加される。
【０００５】
このような電気配線板の現状に対して、従来の電気配線板設計装置は、もっぱら配線パターンの作画に専念していて、その電気配線板もしくは配線パターンを検査する時の効率化を考慮した機能を特に有していなかった。従来の電気配線板設計装置では、配線パターン設計完了後にガーバーデータなどで出力し、配線パターンの幾何学的な形状を、製造プロセスや検査工程に送っていた。検査工程では、配線パターンの幾何学的な形状データから、あらためて配線の結線状況をネットとして抽出する作業をして、このネットデータを検査の時に使用していた。
【０００６】
しかしながら、このように設計工程と検査工程で、配線パターンの幾何学的な形状データしか共有しないと、両工程でそれぞれまったく異なるネットを生成しなければならなくなる。ネットを生成するのが2度手間になり効率が悪いのは当然として、それ以外にも大きな問題点がある。検査工程であるネットに不良が発生した場合、設計工程では別のルールでネットを生成していて、ネット名が両工程で共通ではないので、ネット名を利用して不良箇所を設計工程にフィードバックすることができない。よって、製造工程における不良を迅速に設計工程にフィードバックして、製造不良の発生率が低い配線パターンの設計を行うことができないという問題点がある。
【０００７】
以上の問題点は従来の通常の電気配線板におけるものであり、これが高速多機能な電気配線板では、更に深刻になる。単なる結線だけで仕様を満たす電気配線板では、検査項目はパターン、外観、オープンショートの3項目である。また、全ネットに共通の検査を行えば良いことになる。だから、設計段階でネットに検査に関わる情報を付加しておかなくても、検査段階で新たにネットを生成し、このネットに対して検査を行えば、効率は悪くても何とか対応できる。これに対して高速基板や部品内蔵基板では、特性インピーダンス、S-parameter、LCRの回路パラメータなど検査項目が非常に多くなる。また、これらの検査項目は、全ネットに対してではなく、特定のネットに対して実施するものである。たとえば、電源やグランドのネットには特性インピーダンスの検査は不要である。特性インピーダンスが規定されているネットでは、その値と許容範囲がネット毎に異なる。ネットのインピーダンス値とその許容範囲をネットごとに設定しておかないと、配線パターンの良否を検査で判定できない。よって、検査工程で新たにネットを生成するとともに、まずそれらのネットがどの検査の対象となっているのかを規定しなければならない。そして、更にそのネットに要求されるインピーダンスなどの特性値とその許容範囲を設定しないと検査ができないことになる。すなわち、検査工程でネットの設計仕様がわかっていないと、必要な検査を適確に実施できないという大きな問題点がある。そして、検査工程でネットの設計仕様に基づいて検査項目を設定することは、設計工程で行っているネットの設定と大部分繰り返し作業になるため、非常に効率が悪い。また、検査担当者は、ネットの設計仕様の主要な部分である電気特性関係の仕様について、技術的に詳しくない可能性が高いので、検査工程でネットの設計仕様に基づいて検査項目を設定するとミスを犯しやすい。
【０００８】
以下に公知文献を示す。
【特許文献１】特開２００３−２１６６８０号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、以上の問題点を解決し、多岐にわたる電気配線板の製造工程内及び製品完成後に実施される検査内容を、設計段階で設定可能とする電気配線板設計装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１に記載した電気配線板設計装置であって、データ入力手段と、配線パターン作画手段と、ネット生成手段と、データ出力手段を有する電気配線板設計装置において、前記ネット生成手段により作成されたネットに対する属性値を設定するネット属性情報定義手段と、該ネット属性情報定義手段で設定されたネット属性値を参照して、電気配線板の検査内容を設定する検査属性情報定義手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の電気配線板設計装置であって、前記検査属性情報定義手段は、ネットに依存しない検査内容を設定するグローバル検査属性情報定義手段と、単一ネットに対して検査内容を設定するネット検査属性情報定義手段と、複数のネットで構成されるネットグループに対して検査内容を設定するネットグループ検査属性情報定義手段とからなることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の電気配線板設計装置であって、前記ネット属性情報定義手段は、単一ネットに対して属性値を設定するネット属性情報定義手段と、複数のネットで構成されるネットグループに対して属性値を設定するネットグループ属性情報定義手段とからなることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の電気配線板装置であって、前記検査属性情報定義手段は、前記ネット属性情報定義手段で設定されたネット属性値を参照するとともに、該ネット属性値を演算して検査属性情報を設定する演算もしくはプログラミング機能を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る電気配線板設計装置は、ネットに設定されているネット属性情報を参照して、そのネットに対する検査項目や検査の良否判定基準などの検査属性情報を設定できるので、設計段階で製造工程及び製品作成後に実施すべき検査内容を一括設定できる。これにより、検査工程において再度配線パターンのガーバーデータからネットを抽出する必要はなくなり、検査作業が効率化される。また、設計工程と検査工程で同一のネットを扱うことになるので、検査工程で不良が発生したネットを迅速に設計工程にフィードバックでき、不良発生率の低い電気配線板の設計・製造が実現できるようになる。高速多機能な電気配線板では、設計段階でネット毎にネット属性からネット検査属性情報を設定できる。よって、検査工程でどのネットが何の検査を実施するかを、ネットデータに付随するネット検査属性情報を読み込むことで自動的に設定できる。インピーダンスやLCRなどの基準値と許容範囲も同様に自動的に読み込まれ、検査の判定基準となる。ネットグループにつけられているネットグループ属性についても全く同様で、ネットグループ検査属性情報を読み込むことによって、ネットグループに対する検査項目や良否判定基準などを自動的に設定できる。このように検査工程でネットに対する検査内容を自動的に設定できるので、高速多機能な基板においては、よりいっそうの検査工程の作業効率向上と、検査内容の設定ミスを低減させることができる。
【００１５】
ネットに設定されたネット属性情報を用いて、ネット検査属性情報を演算もしくはプログラムにより計算することで、検査属性情報の設定を効率化することも可能である。特に、電気特性に関わる検査属性情報は、ネット属性情報から演算で算出することができるので、大幅に設定時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態例を図に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
本発明に係る電気配線板設計装置の第１の実施形態におけるブロック構成を図１に示す。配線パタ−ン作画手段１、ネット生成手段２、ネット属性情報定義手段３、検査属性情報定義手段４は、データ入力手段５からデータが入力可能なようにそれぞれが接続されている。また、配線パタ−ン作画手段１、ネット生成手段２、ネット属性情報定義手段３、検査属性情報定義手段４は、データ出力手段６にデータが出力可能なようにそれぞれ接続されている。配線パタ−ン作画手段１とネット生成手段２、ネット生成手段２とネット属性情報定義手段３、ネット属性情報定義手段３と検査属性情報定義手段４は、相互にデータを参照可能なように接続されている。
【００１８】
このように構成された電気配線板設計装置の典型的な設計作業のフローチャートを図2に示す。このフローチャートは、設計対象をFC-BGA基板としたときのものである。まず、予め用意されているネットリスト、すなわち半導体チップのFCパッドと、BGAパッケージのBGAパッドとの接続状況を示すリストを読み込む（Ｓ１）。このネットリストにはFCパッドとBGAパッドのネット名と座標が記述されているので、これに基づいてFCパッドとBGAパッドを、それぞれの配線層に配置する（Ｓ２）。FC及びBGAパッドの配置が完了したら、これらパッドにネットリストのネット名に従ってピンアサインをする（Ｓ３）。FCパッドとBGAパッドの同一なアサイン名同士を仮想的に結ぶネットを生成する（Ｓ４）。この段階でネット作成は完了する。ここまでは従来の電気配線板設計装置となんら変わりはな
い。ここで、生成されたネットに対してネット属性情報を定義していく（Ｓ５）。ネット属性情報としては、電気特性的なパラメータを中心として、非常に多数のものが考えられる。たとえば、以下に列記するものは、その代表的な例である。
【００１９】
・信号系（電源、グランド、クロック、アドレス、データなど）
・伝送方式（シングルエンド、差動など）
・伝送線路形態（マイクロストリップライン、コプレーナーラインなど）
・信号周波数
・伝送波形
・伝送遅延
・スキュー
・特性インピーダンス
・内蔵素子の種類
・内蔵受動素子の特性（LCRの値）
次に、設定されたネット属性情報を参照して、検査属性情報を定義していく（Ｓ６）。たとえば、ネット属性情報に特性インピーダンスの記載があれば、そのネットの検査属性情報に特性インピーダンス検査を設定する。インピーダンスの基準値と許容範囲をネット属性情報から参照し、検査属性情報の検査の良否判定基準として設定する。このようなネットに対する検査属性情報の設定が順次行われる。但し、検査の対象外としたいネットに対しては設定する必要はない。この設定手順は、ネット毎に手動で入力していく方法もあるが、上記特性インピーダンスのような例では、ネット属性情報から容易に検査属性情報を設定できるので、設定を自動化してもよい。検査属性情報の設定が完了したら、従来の電気配線板設計装置と同様に配線パターンの作成を行う（Ｓ７）。配線を作成し終えたら、配線パターン形状、ネット情報、ネット属性情報、検査属性情報を設計データとして出力する（Ｓ８）。
【００２０】
このように設計段階から検査内容を考慮した設計を行うと、検査工程においてネットの再生成や生成したネットに対する検査項目の設定を行わなくてすむので、作業効率が大幅に向上する。設計段階では、ネット属性情報を定義すれば、その属性情報からほぼ自動に近い手順で多くの検査属性情報を設定できるので、検査工程でそれを行うよりも遥かに効率的である。たとえば、ネット属性として電源を定義しておけば、電源という情報から自動的に検査属性情報としてはオープンショート検査で十分であることが判断できる。あるいは、信号周波数の属性から、所定周波数以上のネットについてのみ特性インピーダンス、S-parameterを検査項目とするように設定することも、容易にプログラムすることができる。検査工程のオペレータは、一般的に電気特性に詳しくない人が多いので、このような検査項目の設定をさせると、設定ミスが多発する可能性が高い。よって、そういう観点からも、設計段階で検査属性情報を設定することが重要である。
【００２１】
次に、電気配線板設計装置の第２の実施形態における部分ブロック構成を図３に示す。一般に電気配線板のネットは、データバス、アドレスバスのように複数本のネットが同一のネット属性を持っている場合が多い。また、検査項目については、ネット属性に関係なく全ネットに対して行うパターン検査、外観検査、オープンショート検査などもある。そこで、図３に示すようにネット属性情報定義手段３を単一ネット属性情報定義手段３ａ、ネットグループ属性情報定義手段３ｂとから構成し、検査属性情報定義手段４をグローバル検査属性情報定義手段４ａ、ネット検査属性情報定義手段４ｂ、ネットグループ検査属性情報定義手段４ｃとから構成する。
【００２２】
このときの検査属性の設定手順は、図４に示すようになる。まず、グローバル検査属性を設定する（Ｕ１）。これは、全ネットもしくはネットに依存しない検査内容を設定する部分である。次に、検査属性の対象が、単一ネットか、ネットグループかを判断する（Ｕ
２）。この判断は、対象ネットのネット属性が単一ネット属性か、ネットグループ属性かを判断すればよいので、容易に自動で判断できる。対象ネットがネットグループ属性を有する場合について説明する。ネットグループ属性情報定義手段３ｂからネットグループ属性を参照する（Ｕ３）。ネットグループ属性値からネットグループ検査属性を設定する（Ｕ４）。たとえば、規定周波数以上であれば、配線のS-parameterを検査するということになっていたとする。ネットグループ属性の信号周波数を参照し、それが規定周波数以上であるかどうかを判断する。規定周波数以上であれば、ネットグループ検査属性にS-parameterと設定する。また、信号周波数からS-parameterを測定する周波数範囲をネットグループ検査属性に設定する。以上の手続きは、信号周波数から簡単な演算もしくはプログラムで設定可能なので、自動でネットグループ検査属性を設定することが可能である。しかし、ある製品にしかない固有のネットグループ検査属性については、自動設定することはできないので、手動で設定する（Ｕ５）。以上の手順は、ネット検査属性の設定に関しても同様である（Ｕ６、Ｕ７、Ｕ８）。
【００２３】
このようにネットグループ属性とネットグループ検査属性の定義手段を有することによって、複数本のネットに一括で検査属性を設定できるので、設定作業が非常に効率的になる。
【００２４】
以上の実施形態は、設計段階で検査属性を設定し、それを検査工程で活用して、検査作業の効率化を図ろうというものであった。これに対して図５に示す実施形態では、検査工程での検査結果を設計工程にフィードバックし、設計・製造品質の向上を図っている。ブロック構成は、第１の実施形態とほぼ同じなので、ここでは異なる部分のみを説明する。検査結果登録手段７が、データ入力手段５及びデータ出力手段６と接続されていて、データの入出力が可能となっている。検査結果登録手段７は、検査属性情報定義手段４と相互にデータを参照することが可能な構成となっている。
【００２５】
このような構成において、まず初めの設計段階では、検査属性が設定された後に、検査結果登録手段７は、検査結果がブランクなので、未検査状態と判断する。データ出力手段６によって、検査属性とともに設計データに付随して未検査状態のフラグが出力される。検査工程では、この設計データを読み込んで、検査属性に従った検査が実施される。検査が完了すると未検査状態のフラグは消去され、検査結果は検査属性の項目に登録される。検査済み設計データを再度電気配線板設計装置のデータ入力手段５で読み込むと、検査結果登録手段７によって検査結果が参照できる。検査結果登録手段７は、検査属性情報定義手段４、ネット属性定義手段３、ネット生成手段２を順次介して、配線パターン作画手段１に間接的につながっているので、配線パターンからネット属性を介して検査結果を呼び出すことができる。よって、配線パターン形状を検査結果に基づいて設計変更することができる。この機能は、LCRなどの素子を内蔵した電気配線板では極めて重要である。たとえば、初期設計で想定された対象ネットの静電容量を検査属性として設定しておく。作成された電気配線板の対象ネットの静電容量を検査し、その検査結果を検査属性につけてデータとして、電気配線板設計装置にフィードバックする。再度設計段階で検査結果に基づいて、対象ネットの配線パタ−ンや素子の形状を修正することが可能となる。この工程は、設計データ及びネット情報を介さずに行うと、内蔵部品点数が多い場合には、検査結果と設計した配線パターンとの対応をとるのに膨大な時間がかかる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る電気配線板設計装置の第１の実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における典型的な設計作業のフローチャート図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示した部分ブロック構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における典型的な検査属性情報設定のフローチャート図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示したブロック構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・・配線パターン作画手段
２・・・・ネット生成手段
３・・・・ネット属性情報定義手段
３ａ・・・・単一ネット属性情報定義手段
３ｂ・・・・ネットグループ属性情報定義手段
４・・・・検査属性情報定義手段
４ａ・・・・グローバル検査属性情報定義手段
４ｂ・・・・ネット検査属性情報定義手段
４ｃ・・・・ネットグループ検査属性情報定義手段
５・・・・データ入力手段
６・・・・データ出力手段
７・・・・検査結果登録手段
【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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