(57)【要約】【課題】プリント基板の仮設計の段階で、予測されるスリットと配線が交差する箇所を検出できるようにした配線チェック方法を提供する。【解決手段】ステップＳＡ１で、仮設計されたプリント基板に関する情報が取得され、ステップＳＡ２で、各構成要素に対して基準プレーンの種別が設定される。そして、ステップＳＡ３で、プリント基板上に仮設計された配線と構成要素との重なりを検出して、スリット発生予測箇所を横切る隣接層の配線箇所をチェックし、ステップＳＡ４で、チェック結果を通知する。これにより、基準プレーンが配置されていない段階で、配線が隣接層のスリットを横切る可能性のある箇所を把握可能となる。【選択図】        図１
2008198002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上に仮設計された配線構造をチェックする配線チェックシステムであって、
仮設計された前記プリント基板の設計情報が入力される基板情報入力手段と、
前記設計情報に基づいて前記プリント基板上に配置される各構成要素に対して、電位の基準となる基準プレーンの種別が設定される基準プレーン情報入力手段と、
前記基板情報入力手段で入力された前記設計情報に基づいて特定される前記プリント基板の任意の配線と、前記基準プレーン情報入力手段で設定された基準プレーンの種別が前記プリント基板のグラウンドと異なる構成要素との重なりの有無を検出して、構成要素の下層で予測される基準プレーンを分離するスリットを隣接層で横切る配線があるかどうかをチェックする判断手段と、
前記判断手段で検出された、仮設計された前記プリント基板における配線と基準プレーンのスリットとの予測される交差箇所を通知する通知手段と
を備えたことを特徴とする配線チェックシステム。
【請求項２】
前記判断手段は、構成要素の外形形状に基づいて基準プレーンを分離するスリットと配線との交差箇所を判断する
ことを特徴とする請求項１記載の配線チェックシステム。
【請求項３】
前記判断手段は、配線が配置される層が、構成要素の予測される基準プレーンが配置される層に対してチェック対象の層であるかどうかを判断して、チェック対象の層で無い場合は、当該構成要素に対するチェック処理を非実行とする
ことを特徴とする請求項１記載の配線チェックシステム。
【請求項４】
前記判断手段は、予測されるスリットを迂回するルートを作成して、前記通知手段で通知する
ことを特徴とする請求項１記載の配線チェックシステム。
【請求項５】
プリント基板上に仮設計された配線構造をチェックする配線チェック方法であって、
仮設計されたプリント基板の設計情報に基づいて配置される各構成要素に対して、電位の基準となる基準プレーンの種別が設定され、
前記設計情報から特定した前記プリント基板上の任意の配線と、設定された基準プレーンの種別が前記プリント基板のグラウンドと異なる構成要素との重なりの有無を検出して、構成要素の下層で予測される基準プレーンを分離するスリットを隣接層で横切る配線があるかどうかをチェックし、仮設計された前記プリント基板における配線と基準プレーンのスリットとの予測される交差箇所を通知する
ことを特徴とする配線チェック方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板に配置される配線をチェックする配線チェックシステム及び配線チェック方法に関し、特に、プリント基板上の構成要素に対し電位の基準となる基準プレーンを分離するスリットを横切る配線があるかどうかを、基準プレーンの配置が決定していないプリント基板の仮設計の段階でチェックできるようにして、プリント基板の設計段階で容易に電磁波放射低減対策を実施できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の高密度実装化に伴い、基板配線を配置するレイヤー層が複数ある、多層基板が使われる構成が一般的に多い。また、電子機器に使用されているプリント基板には、一般的に複数の電源系があり、各電源配線は幅の広い配線構造（以下、電源プレーンと呼称する）を有している構成が多い。
【０００３】
同様に、一般的に回路信号の基準となるグラウンドに関しても、デジタル系のグラウンド配線、アナログ系のグラウンド配線と言うように、複数の系統に分離されている構成がある。また、電源配線と同様に、幅の広い配線構造（以下、グラウンドプレーンと呼称する）を有している構成が多い。
【０００４】
一般的に上述した電源（配線、或いは、プレーン）や、グラウンド（配線、或いは、プレーン）は、信号配線の帰路回路として重要な役割を果たすと考えられており、信号配線と隣接して配置される構成が一般的である。
【０００５】
また近年の高密度実装化に伴い、信号配線と同一層に電源配線や、グラウンド配線が配置される場合よりも、信号配線に対し、上下層に、電源プレーン、或いは、グラウンドプレーンとして配置される場合が殆どである。
【０００６】
信号配線に対向する電源（配線、或いは、プレーン）や、グラウンド（配線、或いは、プレーン）が有る場合、電源（配線、或いは、プレーン）や、グラウンド（配線、或いは、プレーン）を配置することにより、電源（配線、或いは、プレーン）や、グラウンド（配線、或いは、プレーン）上に、信号配線とは逆位相で信号配線の電流量とほぼ同等の大きさの電流（以下、帰路電流と呼称する）が発生する事が知られている。
【０００７】
また、帰路電流が信号配線上の電流とは逆位相で、電流の大きさもほぼ等しい為、信号配線上の電流と帰路電流とが作る電磁放射は、各々の電磁放射同士が打ち消しあう事により、信号配線上の電流だけが作る放射電界よりも大幅に減少する事が知られている。尚、この関係は一般的にディファレンシャルモードの電磁界放射と呼ばれている。
【０００８】
逆に、信号配線に対向する電源（配線、或いは、プレーン）や、グラウンド（配線、或いは、プレーン）が無い場合、電源（配線、或いは、プレーン）や、グラウンド（配線、或いは、プレーン）上に、上述した帰路電流は発生せず、信号配線上の電流による電磁放射を打ち消す電流が存在しない為、信号配線上の電流だけが作る放射電界が直接外部へ放射する事も知られている。尚、この関係は一般的にコモンモードの電磁界放射と呼ばれている。
【０００９】
また、一般的に、ディファレンシャルモードの放射よりもコモンモードによる放射の方が外部に放射する放射効率が高い事も知られている。
【００１０】
図１４及び図１５は、基板設計における課題を示すプリント基板の概略平面図である。近年の電子機器の高密度実装化に伴い、信号配線数に対する基板面積の比率が年々減少している傾向があり、その為、電源プレーンやグランドプレーンの面積を十分に確保できない状況になってきている。
【００１１】
また、電子機器の高機能化、低消費電力化に伴い、電源系統の増加による電源プレーンの分断化も進んでおり、各々の電源に与えられる面積が小さくなっている。更に、図１４に示すように、アナロググラウンド２００Ａとデジタルグラウンド２００Ｄの分離や、図示しないビアの連続配置等により、配線設計時点では予期していなかった箇所に、導体への切り込み（以下、スリット２０２と呼称する）が入っており、信号配線２０３がスリット２０２を横切る構成となっているプリント基板も少なくない。
【００１２】
また、グラウンドは基板配線の周辺にある、メカシャーシ等の金属体との接続が十分にされている場合が多く、その為、一般的に電源よりも電気的に安定していると考えられている。しかし、プリント基板が実装される装置の小型薄型化、コストダウンの目的により、基板配線の小型化や層数の削減が進み、グラウンド面積を十分に取ることができず、結果として、図１５に示す様に、グラウンドよりも電気的に安定していない電源プレーン２０４を高速な信号配線２０３の帰路回路として使わざるを得ない状況が頻発している。
【００１３】
しかし、信号配線２０３の直上、或いは、直下に当たる位置に、電源プレーン２０４、或いは、グラウンドプレーンのスリット２０２が存在した場合、スリット２０２と信号配線２０３が交差する箇所における、信号配線２０３に対向する電源プレーン２０４、或いは、グラウンドプレーンが作る帰路電流に変化がおこる。このため、スリット２０２と信号配線２０３との交差部の帰路電流が減少する事により、上述したディファレンシャルモードの放射からコモンモードの放射へ放射メカニズムが変化し、結果として、外部へ放射される電磁波が増加してしまうと考えられる。
【００１４】
図１６〜図１９は、基板設計における課題の従来の解決手法を示すプリント基板の概略平面図である。
【００１５】
そこで、不要な電磁波放射ノイズを抑制するための一つの手法として、図１６に示すように、グラウンドプレーン２００のスリット２０２と信号配線２０３が交差する位置の近辺に導体２０５を配置する方法が取られている。上述した手法では、コモンモードの放射のメカニズムからディファレンシャルモードの放射メカニズムに放射メカニズムを変化させることにより、結果として、外部へ放射する放射電磁界の抑制に効果がある事が知られている。
【００１６】
また、図１７に示すように、電源プレーン２０４のスリット２０２と信号配線２０３が交差する位置の近辺に、コンデンサ等の高周波でインピーダンスが低くなる部品２０６を配置し、さらに、部品２０６の端子をスリット２０２をまたがって各電源プレーン２０４に接続されるように配置する方法が取られている。上述した手法でも同様にコモンモードの放射のメカニズムからディファレンシャルモードの放射メカニズムに放射メカニズムを変化させる事が出来、結果として、外部へ放射する放射電磁界の抑制に効果があることが知られている。
【００１７】
例えば、特許文献１には、配線後の配線情報から配線層とその形状を取り出し、さらに隣接するプレーン層について、配線層とプレーン層との重なりを検出し、配線が単一のプレーン層上のみに存在するか検出している。そして、単一のプレーン層上に存在しない場合には、スリットをまたいでいる箇所であるため、迂回するように配線パターンの変更を指示する、プリント基板のリターンパス分断チェックシステムを提案している。図１８を用いて具体的に説明する。まず、プリント基板が図１８（ａ）に示すように、導体ベタ部２１１および導体ベタ部２１２が同一の層上にあり、その上層には配線２１４が存在している。そして、導体ベタ部２１１と導体ベタ部２１２の間にはスリット２１３が発生しており、配線２１４の帰路電流経路が分断されている。そこで、この箇所を検出し、さらに、図１８（ｂ）に示すように、配線をスリット２１３に沿って配線２１５のように修正し、スリットをまたぐことを回避している。
【００１８】
また、特許文献２では、配線がスリットをまたぐ箇所が存在する場合には、リターン経路の分断を回避するために、配線と同層で配線に沿って導電ブリッジを設け、さらにプレーン層とビアで接続することでリターン経路を維持する手法を提案している。図１９を用いて具体的に説明する。まず、プリント基板が図１９（ａ）に示すように、導体ベタ部２２１および導体ベタ部２２２が同一の層上にあり、その上層には配線２２４が存在している。そして、導体ベタ部２２１と導体ベタ部２２２の間にはスリット２２３が発生しており、配線２２４の帰路電流経路が分断されている。そこで、特許文献１に示した配線を移動させる手法の代わりに、図１９（ｂ）の導電ブリッジ２２５を配置することで、帰路電流の経路を確保している。
【００１９】
特許文献３では、スリット構造を、ギャップ、スリット、スロットと称す３種類に分類し、上記３種類のスリット構造が基板修正該当箇所に多数存在した場合においても、電磁波放射の発生量の多い箇所を高速に判断しどの箇所から修正すべきかを指示する方法、及び、上記方法を備えたシステムを提案している。また、予め指定しておいたケーブル接続の有るコネクターへ伝わるコモンモードポテンシャルも同時に算出し、コネクターが実装されるプレーン上でのコモンモード電圧が規定値を超えている場合には結果を出力する方法、及び、上記方法を備えたシステムを提案している。
【００２０】
【特許文献１】特許第３２５１２６３号公報
【特許文献２】特開２００４−３１９７７６号公報
【特許文献３】特開２００４−３８２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ところが、特許文献１に示すスリットを回避した配線修正手法や、特許文献２に示す信号配線に沿って導体ブリッジを配置する手法の場合、プレーンの配置作業がある程度完了した段階で基板レイアウトのチェックや基板の修正を行なう必要がある。近年の高密度化された基板においては、限られた基板面積内において配線の接続が最優先される傾向にあり、プレーンの配置作業はほぼ配線作業が完了した段階で行なわれ、この時点では基板に対して修正を盛り込むことが非常に困難である。
【００２２】
また、特許文献３で提案されている従来の手法では、基板修正該当箇所として抽出されたスリットが多数存在した場合においても、どの該当箇所のスリットからの電磁界放射が大きいかを算出するアルゴリズムを導入する事で、どのスリットを優先的に修正すべきかの判断出来る様になった。しかし、この場合も上記手法と同様の問題が残る。
【００２３】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、プリント基板の仮設計の段階で、予測されるスリットと配線が交差する箇所を検出できるようにした配線チェックシステム及び配線チェック方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上述した課題を解決するため、本発明は、プリント基板上に仮設計された配線構造をチェックする配線チェックシステムであって、仮設計されたプリント基板の設計情報が入力される基板情報入力手段と、設計情報に基づいてプリント基板上に配置される各構成要素に対して、電位の基準となる基準プレーンの種別が設定される基準プレーン情報入力手段と、基板情報入力手段で入力された設計情報に基づいて特定されるプリント基板の任意の配線と、基準プレーン情報入力手段で設定された基準プレーンの種別がプリント基板のグラウンドと異なる構成要素との重なりの有無を検出して、構成要素の下層で予測される基準プレーンを分離するスリットを隣接層で横切る配線があるかどうかをチェックする判断手段と、判断手段で検出された、仮設計されたプリント基板における配線と基準プレーンのスリットとの予測される交差箇所を通知する通知手段とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
本発明の配線チェックシステムでは、仮設計されたプリント基板の設計情報を取得し、取得した設計情報に基づいてプリント基板上に配置される各構成要素に対して、電位の基準となる基準プレーンの種別が設定される。
【００２６】
そして、設計情報に基づいて特定されるプリント基板の任意の配線に対し、基準プレーンの種別がプリント基板のグラウンドと異なると指定された構成要素の重なりの有無を検出して、構成要素の下層で予測される基準プレーンを分離するスリットを隣接層で横切る配線があるかどうかをチェックし、予測される配線とスリットとの交差箇所を通知する。
【００２７】
また、本発明は、プリント基板上に仮設計された配線構造をチェックする配線チェック方法であって、仮設計されたプリント基板の設計情報に基づいて配置される各構成要素に対して、電位の基準となる基準プレーンの種別が設定され、設計情報から特定したプリント基板上の任意の配線と、設定された基準プレーンの種別がプリント基板のグラウンドと異なる構成要素との重なりの有無を検出して、構成要素の下層で予測される基準プレーンを分離するスリットを隣接層で横切る配線があるかどうかをチェックし、仮設計されたプリント基板における配線と基準プレーンのスリットとの予測される交差箇所を通知することを特徴とする。
【００２８】
本発明の配線チェック方法では、仮設計されたプリント基板の設計情報が取得され、取得された設計情報に基づいてプリント基板上に配置される各構成要素に対して、電位の基準となる基準プレーンの種別が設定される。
【００２９】
そして、設計情報に基づいて特定されるプリント基板の任意の配線に対し、基準プレーンの種別がプリント基板のグラウンドと異なると指定された構成要素の重なりの有無が検出され、構成要素の下層で予測される基準プレーンを分離するスリットを隣接層で横切る配線があるかどうかがチェックされて、予測される配線とスリットとの交差箇所が通知される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、プリント基板に配置される構成要素の電位の基準となる基準プレーンを分離するスリットの発生が予測される箇所を、隣接層で横切る配線があるかどうかをチェックして、通知することができる。
【００３１】
これにより、プリント基板の仮設計の段階で、配線が基準プレーンのスリットを横切る可能性のある箇所が把握可能となり、スリットを横切る配線を回避する修正が容易にでき、電磁波放射低減対策を十分に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して、本発明の配線チェックシステム及び配線チェック方法の実施の形態について説明する。
【００３３】
＜本発明の配線チェックシステム及び配線チェック方法の概要＞
図１は、本発明の概要としての配線チェック方法の実施の形態の一例を示すフローチャートである。
【００３４】
ＩＣ（Integrated Circuits）やクリスタル、配線等の構成要素が実装されるプリント基板では、これら構成要素の電気的な特性によって、構成要素の電位の基準となる基準プレーンを一般のＧＮＤ（主に、デジタルグラウンド）と分離する場合がある。
【００３５】
例えば、特定のＩＣにおいて基準プレーンを介しての他の部品や配線からのノイズを避けたい場合や、ノイズ成分が大きく基準プレーンを介した他の部品への影響が懸念される配線等は、下層に配置する基準プレーンを一般のＧＮＤと分離する場合がある。
【００３６】
図２は、プリント基板上に配置される構成要素の電位の基準となる基準プレーンが分離されないプリント基板の概略斜視図、図３は、基準プレーンが分離されたプリント基板の概略斜視図である。また、図４は、基準プレーンの分離により予測されるスリットの発生箇所を示すプリント基板の概略斜視図、図５は、本発明においてチェックされる配線とスリット発生予測箇所を示すプリント基板の概略斜視図である。
【００３７】
ここで、図２（ａ）〜図５（ａ）は、構成要素としてＩＣ等の電子部品を例にし、図２（ｂ）〜図５（ｂ）は、構成要素として配線を例にする。また、図２〜図５において、構成要素と基準プレーンとの間の層は一点鎖線で模式的に図示している。
【００３８】
プリント基板上に配置される電子部品や配線等の構成要素において、基準プレーンを一般のＧＮＤと分離しないのであれば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、プリント基板１００Ａ上の構成要素１０１Ａの下層は一様な基準プレーン１０２Ａとなる。
【００３９】
これに対し、基準プレーンを一般のＧＮＤと分離する場合は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、プリント基板１００Ｂ上の構成要素１０１Ｂの下層はＧＮＤ１０３と異なる基準プレーン１０２Ｂが形成され、ＧＮＤ１０３と基準プレーン１０２Ｂとの境でスリット１０４Ａが形成される。
【００４０】
これにより、プリント基板上において電子部品や配線等の構成要素の配置が決定されると、一般のＧＮＤとは異なる基準プレーンが指定された構成要素１０１Ｂの下層では、基準プレーンが配置されていない段階で、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、例えば、構成要素１０１Ｂの外形に沿って基準プレーンにスリット１０４Ｂが形成されることが予測できる。
【００４１】
そこで、本発明は、プリント基板に実装される構成要素に対して、基準プレーンの種別を各々設定する。基準プレーンの種別が一般のＧＮＤと異なると指定されている場合、構成要素の領域の下層にて基準プレーンの分離によるスリットが発生すると推定し、このスリットの発生が予測される箇所を検出することで、基準プレーンが配置されていない段階において、配線がスリットを横切る箇所を予測する。
【００４２】
すなわち、本発明では、図１のステップＳＡ１で、電子部品や配線等の各種構成要素の配置や形状等、仮設計されたプリント基板に関する情報を取得する。また、ステップＳＡ２で、各構成要素に対して基準プレーンの種別が設定される。
【００４３】
そして、ステップＳＡ３で、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、プリント基板上に仮設計された配線１０５において、スリット発生予測箇所１０４Ｃを横切る隣接層の配線箇所１０５ａをチェックする。更に、ステップＳＡ４で、チェック結果を通知する。これにより、基準プレーンが配置されていない段階で、配線１０５が隣接層のスリットを横切る可能性のある箇所を把握可能となる。
【００４４】
また、このチェック結果を基に、予測されるスリット発生箇所を迂回するように配線を行なうことで、電磁波放射低減を考慮したプリント基板設計が可能である。そして、基準プレーンがまだ配置されていない設計の上流段階でのチェックを可能とすることで、従来の手法における、スリットを配線が横切る箇所が把握できてもそれを回避する修正が困難であり、電磁波放射低減対策が十分に行えないという課題についても、解決可能である。
【００４５】
図６は、基準プレーンが分離されるプリント基板の概略断面図である。プリント基板１００Ｂにおいて、基準プレーン１０２Ｂが分離される層は、プリント基板１００Ｂの設計条件によって、図６（ａ）に示すように構成要素１０１Ｂの直下層のみ、もしくは図６（ｂ）に示すようにＧＮＤ層１０６に到達するまで等、多様である。そこで、基準プレーンの分離の範囲をどの層に亘ってまで実施するかを条件として入力できるようにする。このようにして、スリットの発生する層を限定することで、更により効率的なチェックを実施することが可能となる。
【００４６】
＜本実施の形態の配線チェックシステムの構成例＞
図７は、本発明の配線チェックシステムの実施の形態の一例を示すブロック図で、次に、本発明を実現するための構成の詳細について説明する。
【００４７】
本実施の形態の配線チェックシステム１は、図７に示すように、解析条件の入力手段を利用者へ提供する第１入力部１１と、プリント基板のＣＡＤデータからの情報の読み取り手段を提供する第２入力部１２と、配線チェックシステムの制御手段を構成する本体部２０と、チェック結果の通知手段を構成する出力部３０を備える。
【００４８】
第１入力部１１は基準プレーン情報入力手段の一例で、例えばキーボード等の入力機器、あるいは入力インターフェイス等から構成され、解析条件のデータ、本例では基準プレーンの種別等がオンラインまたはオフラインで入力される。
【００４９】
第２入力部１２は基板情報入力手段の一例で、仮設計後のＣＡＤデータから、プリント基板上に存在する電子部品や配線等の構成要素の形状や配置されている層の情報、プリント基板の外形形状や層構成、配線の動作周波数と動作電圧等の設計情報をオンラインまたはオフラインで読み取り、本体部２０内で処理可能な形式に変換する機能を備える。
【００５０】
本体部２０は判断手段の一例で、制御部２１、記憶部２２、図形演算部２３及び解析結果処理部２４等を備える。制御部２１は、記憶部２２、図形演算部２３及び解析結果処理部２４を制御し、予め決められた処理内容を予め決められた手順に従って実行させる。
【００５１】
記憶部２２は、第１入力部１１及び第２入力部１２に接続されており、第１入力部１１で入力された解析条件と、第２入力部１２で入力された基板や配線に関する情報等が記憶される。
【００５２】
図形演算部２３は、記憶部２２に接続されており、制御部２１の指示に従い、指定された配線とプリント基板上の構成要素との重なりを検出して、構成要素の領域の下層にて基準プレーンの分離によるスリットの発生が予測される箇所を配線が横切るかどうかを判断する。
【００５３】
図形演算部２３で配線と構成要素との重なりを検出する処理では、第１入力部１１と第２入力部１２から入力され記憶部２２に記憶されている解析条件や、基板や配線に関する情報が参照される。また、配線と構成要素との重なりを検出して、配線が基準プレーンの予測されるスリットを横切ると判断された箇所等が、記憶部２２に記憶される。
【００５４】
解析結果処理部２４は、配線と構成要素との重なりを検出して得られた、配線が基準プレーンの予測されるスリットを横切る箇所を記憶部２２から読み出し、該当箇所を確認できるように編集した出力イメージを作成して、出力部３０に出力する。
【００５５】
出力部３０は、本体部２０に接続され、解析結果処理部２４で記憶部２２から読み出された、隣接層間で配線が基準プレーンの予測されるスリットを横切る箇所があるかどうかのチェック結果が入力され、入力されたチェック結果を所定の出力形式に変換して、出力または表示する。出力部３０は、ディスプレイ、プリンタ、プロッタ、または、その他の出力機器の何れか、またはこれらのいくつかを備えて構成される。
【００５６】
図８は、チェック対象のプリント基板の詳細を示す断面図である。配線チェックシステム１では、図８に例示するような、多層の導体層１０６と絶縁体層１０７で構成される配線構造について検証する。プリント基板１００の表層には、構成要素として、ＩＣやクリスタル、コネクターなどの部品１０１が実装されており、これらの間が配線１０５にて接続されている。
【００５７】
また、一般的には、１層以上はその層全体が一面にＧＮＤ導体１０３が設置されていることが多く、この層をＧＮＤ層と呼ぶ。さらに、ＧＮＤ層以外の層においても配線１０５が存在しない領域については、基準プレーンであるＧＮＤ導体１０２を配置することで、基板全体で見た場合のＧＮＤ電位の安定化につなげている。
【００５８】
しかし、これらのＧＮＤ導体は信号の結線を優先させるために、設計の最終段階に至るまで配置されていないことが多い。本発明では、このような配線途中であり、配線の設計が一部もしくは全て完了している段階において、更に配線がない領域におけるＧＮＤ導体の配置がまだ行なわれていない、設計途中の段階においてもプリント基板のチェックが可能である。
【００５９】
図９は、配線と構成要素との重なりを検出するために用いられるプリント基板に関する情報が記憶されるデータベースの一例を示す構成図である。図１に示す配線チェックシステム１は、プリント基板の構成を特定する設計情報が格納される基板データベース（ＤＢ）５０と、プリント基板上に配置される各構成要素を特定する情報が格納される構成要素データベース５１が記憶部２２に記憶される。
【００６０】
また、配線チェックシステム１は、プリント基板上に配置される各配線を特定する情報が格納される配線データベース５２と、各配線の形状を特定する情報が格納される配線シェイプデータベース５３が記憶部２２に記憶される。
【００６１】
更に、配線チェックシステム１は、仮設計されたプリント基板上で検出された配線と構成要素が重なる箇所を特定する情報が格納されるエラー結果データベース５４が記憶部２２に記憶される。
【００６２】
配線データベース５０は、図８に示すようなプリント基板の外形形状を特定する基板外形の座標情報や、プリント基板の層構成、各層の厚み及び導体の厚み、ＧＮＤ層を特定する情報が格納される。また、プリント基板上に配置される構成要素、例えばＩＣやクリスタル等の電子部品及び配線の総数が格納される。更に、各構成要素（部品）に割り振られた固有番号と、各配線に割り振られた固有番号が格納される。
【００６３】
構成要素データベース５１は、基板データベース５０に格納された固有番号で構成要素（部品）の構成を特定するため、構成要素の固有番号と、構成要素が配置される層を特定する情報と、構成要素の外形を特定する頂点座標情報と、構成要素の電位の基準となる基準プレーンの種別を特定する情報等が格納される。
【００６４】
配線データベース５２は、基板データベース５０に格納された固有番号で配線の構成を特定するため、配線の動作周波数と、動作電圧と、配線を構成するシェイプ形状を特定する固有番号と、シェイプの総数と、配線の電位の基準となる基準プレーンの種別を特定する情報等が格納される。
【００６５】
配線シェイプデータベース５３は、配線データベース５２に格納された固有番号で配線のシェイプ形状を特定するため、シェイプ形状の固有番号と、各シェイプの層を特定する情報と、シェイプ形状を特定する頂点座標情報等が格納される。
【００６６】
エラー結果データベース５４は、配線と構成要素との重なり箇所を特定する固有番号と、チェックした配線の固有番号と、配線と重なっている構成要素の固有番号と、配線と構成要素との重なり形状を特定する座標情報と、重なっている配線の層を特定する情報等が格納される。
【００６７】
図１０は、エラー箇所の出力例を示す説明図である。配線チェックシステム１では、エラー結果データベース５４に格納された情報に基づき、例えば、予測される基準プレーンの形状を示す構成要素の外形情報１１１と、配線のシェイプ情報１１２とを出力部３０で表示して、配線がスリットを横切ると予測される箇所１１３を図示または文言で特定する。
【００６８】
＜本実施の形態の配線チェック方法の動作例＞
図１１は、上述した配線チェックシステム１で実行される配線チェック方法の実施の形態の一例を示すフローチャートで、次に、配線チェックシステム１の動作例として、配線チェック方法の詳細について各図を参照して説明する。
【００６９】
まず、ステップＳＢ１では、図７で説明した第２入力部１２にて仮設計段階のＣＡＤデータから、チェック対象のプリント基板に関する情報を読み取り、本体部２０にて扱うことのできるデータ形式にして、記憶部２２の図９で説明した基板データベース５０と構成要素データベース５１と配線データベース５２と配線シェイプデータベース５３に格納する。
【００７０】
具体的には、プリント基板の外形形状を特定する基板外形の座標情報や、プリント基板の層構成、各層の厚み及び導体の厚み、ＧＮＤ層を特定する情報が基板データベース５０に格納される。
【００７１】
また、プリント基板上に配置される構成要素である例えばＩＣやクリスタル等の電子部品、パッド、配線等の総数が求められ、基板データベース５０に格納される。更に、プリント基板上に配置される構成要素としてのＩＣやクリスタル等の個々の構成部品に固有番号が割り振られると共に、構成要素としての個々の配線に固有番号が割り振られ、これら固有番号が基板データベース５０に格納される。
【００７２】
また、各構成部品及び各構成部品のパッドの形状等、構成要素の外形を特定する頂点座標情報と、構成部品が配置される層を特定する情報が、固有番号と対応付けられて構成要素データベース５１に格納される。更に、配線の動作周波数と動作電圧が、固有番号と対応付けられて配線データベース５２に格納される。
【００７３】
なお、プリント基板上の構成要素は、構成部品のように単一の層に配置される場合には、単一のシェイプ形状、具体的には円形や矩形、多角形で表現される。これに対して、配線のように複数層に渡って配置されている場合には、複数のシェイプ形状で構成される。
【００７４】
このため、配線を構成する個々のシェイプに固有番号が割り振られ、これら固有番号が配線データベース５２に格納されると共に、シェイプの総数が求められ、配線データベース５２に格納される。
【００７５】
そして、シェイプの形状を円形や矩形、多角形を組み合わせて表現するための頂点座標情報と、各シェイプが配置される層を特定する情報が、固有番号と対応付けられて配線シェイプデータベース５３に格納される。
【００７６】
つぎのステップＳＢ２では、検証に必要な初期条件を設定する。初期条件の情報は、第１入力部１１から入力されて記憶部２２の構成要素データベース５１と配線データベース５２に格納される。ここで設定される初期条件としては、プリント基板上の構成要素に対する基準プレーンの種別を特定する情報で、構成部品の基準プレーン情報が構成要素データベース５１に格納され、配線の基準プレーン情報が配線データベース５２に格納される。
【００７７】
ステップＳＢ３では、配線の固有番号値ｉを１とする。そして、ステップＳＢ４にて、記憶部２２の基板データベース５０より固有番号がｉであるプリント基板上の配線を選択し、その動作周波数、動作電圧、その配線を構成するシェイプに割り振られた固有番号とシェイプの総数を配線データベース５２より読み出す。
【００７８】
ステップＳＢ５では、シェイプの固有番号値ｊを１とする。そして、ステップＳＢ６にて、記憶部２２の配線データベース５２より固有番号がｊであるシェイプを選択し、その配置層と形状に関する頂点情報を配線シェイプデータベース５３より読み出す。
【００７９】
ステップＳＢ７では、構成要素の固有番号値ｋを１とする。そして、ステップＳＢ８にて、記憶部２２の基板データベース５０より固有番号がｋであるプリント基板の構成要素を選択し、その外形形状、基準プレーンの情報を構成要素データベース５１より読み出す。
【００８０】
ステップＳＢ９では、ステップＳＢ６にて選択したシェイプ形状とステップＳＢ８にて選択したプリント基板上の構成要素の物理形状との重なりを検出し、形状の重なりが確認された場合には、両者の固有番号と重なっているエリアの外形形状および層情報を記憶部２２のエラー結果データベース５４に格納する。なお、ステップＳＢ９におけるフローについては、検証対象の構成要素が配線か、部品もしくはパッドかによって処理が異なるため、詳細は後述する。
【００８１】
ステップＳＢ１０において、構成要素の固有番号値ｋに１を加算し、ステップＳＢ１１にて、この値がステップＳＢ１にて記憶部２２の基板データベース５０に格納したプリント基板上の構成要素の総数を超える場合には、ステップＳＢ５で検証対象としたシェイプに対してプリント基板上の全ての構成要素との重なりのチェックが完了したため、ステップＳＢ１２の処理に移行する。構成要素の固有番号値ｋが構成要素総数以下であれば、ステップＳＢ８の処理に戻り、プリント基板上の残りの構成要素との重なりをチェックする。
【００８２】
ステップＳＢ１２において、シェイプの固有番号値ｊに１を加算し、ステップＳＢ１３にて、この値がステップＳＢ１にて記憶部２２の配線データベース５２に格納した配線を形成するシェイプの総数を超える場合には、ステップＳＢ３で検証対象とした配線に対してプリント基板上の全ての構成要素との重なりのチェックが完了したため、ステップＳＢ１４の処理に移行する。シェイプの固有番号値ｊが配線のシェイプ総数以下であれば、ステップＳＢ６の処理に戻り、配線を構成する残りのシェイプについての重なりをチェックする。
【００８３】
ステップＳＢ１４において、配線の固有番号値ｉに１を加算し、ステップＳＢ１５にて、この値がステップＳＢ１にて記憶部２２にの基板データベース５０に格納したプリント基板上の配線の総数を超える場合には、全ての配線についてのチェックが完了したため、ステップＳＢ１６の処理に移行する。配線の固有番号値ｉが配線の総数以下であれば、ステップＳＢ４の処理に戻り、残りの配線についてのチェックを実施する。
【００８４】
ステップＳＢ１６では、上述したステップＳＢ１〜ＳＢ１５にて抽出された配線とプリント基板上の構成要素（部品）との重なり情報を全て記憶部２２のエラー結果データベース５４より読み出し、解析結果処理部２４にて配線と構成要素（部品）の情報、及び重なりの該当箇所を特定する図１０に例示する出力イメージを作成し、出力部３０に出力する。なお、チェック結果を表示する際には、配線の動作周波数や動作電圧によってソートすることも可能である。また、ステップＳＢ１７にて、構成要素を迂回するルートを作成して表示することで、配線が想定されるスリットを横切ることが予測される箇所の修正を提案することも可能である。
【００８５】
以上の処理により、基準プレーンの種別が一般のＧＮＤと異なる構成要素では、構成要素の下層の領域にて基準プレーンの分離によるスリットが発生すると推定し、スリットの発生が予測される基準プレーンの隣接層で、予測されるスリットを横切る配線の有無をチェックし、これを通知することができる。
【００８６】
従って、基準プレーンが配置されていない設計の上流段階で、配線が基準プレーンのスリットを横切る可能性のある箇所が把握可能となり、スリットを横切る配線を回避する修正が容易で、電磁波放射低減対策を十分に行うことが可能となる。
【００８７】
なお、図１１に示すフローチャートでは、配線を構成する個々のシェイプ毎に、プリント基板上の構成要素との重なりを検証する処理の流れとなっている。これは、一般にＩＣ等の部品より配線の方が数が多いので、配線を指定して部品の重なりを検出する方が、処理が低負荷で高速に行えるためである。但し、上記目的が達成されるのであれば、このフローに限定されず、個々の構成要素毎に、配線との重なりを検証しても良い。
【００８８】
また、基準プレーンが分離される場合、一般に、構成要素の外形形状に沿った形状となることが多い。このため、配線と構成要素の外形形状の重なりを検出することで、処理を低負荷で高速に行えるようにしている。但し、１個の構成要素で、アナログの端子とデジタルの端子の双方を備える構成があり、このような場合は、基準プレーンがアナログとデジタルでも分離される。よって、構成要素の外形ではなく、個々の端子に属性を付けて、端子と配線との重なりをチェックするようにしても良い。
【００８９】
＜配線と構成要素との重なりチェックの詳細動作例＞
図１２は、配線と構成要素との重なりをチェックする処理の詳細を示すフローチャートで、次に、図１１に示すフローチャートのステップＳＢ９において物理形状の重なりをチェックする手順を詳細に説明する。
【００９０】
まず、ステップＳＣ１にて、配線に対して重なりチェックを実施するプリント基板の構成要素が配線かどうかを、記憶部２２の配線データベース５０から読み取った情報より判断する。そして、チェック対象の構成要素が配線である場合には、ステップＳＣ２にて、配線を構成するシェイプの総数を記憶部２２の配線データベース５２より読み出す。
【００９１】
ステップＳＣ３では、シェイプの固有番号値ｌを１とする。そして、ステップＳＣ４にて、配線を構成する固有番号ｌのシェイプの配置層と形状に関する頂点情報を配線シェイプデータベース５３より読み出す。
【００９２】
次に、ステップＳＣ５にて、チェック対象の配線とシェイプとの二次元的な重なりを図形演算部２３によってチェックする。そして、重なりが存在する場合には、ステップＳＣ６にて、両配線の固有番号と重なりの形状情報と層情報を記憶部２２のエラー結果データベース５４に格納する。
【００９３】
次に、ステップＳＣ７にて、シェイプの固有番号値ｌに１加算し、ステップＳＣ８にて、シェイプの固有番号値ｌが配線データベース５２に格納した配線を形成するシェイプの総数より大きいか判定し、越えなければステップＳＣ４に戻り、シェイプの固有番号値ｌが配線のシェイプ総数を超える場合にはチェック処理を終了する。
【００９４】
またステップＳＣ１にて判断した結果、チェック対象が配線でない場合には、ステップＳＣ９にて、配線と部品もしくはパッド等との重なりをチェックし、重なりが存在する場合には、ステップＳＣ１０にて配線とチェック対象の部品もしくはパッドの固有番号、重なりの形状と層情報を記憶部２２のエラー結果データベース５４に格納しチェック処理を終了する。
【００９５】
＜本実施の形態の配線チェック方法の変形例＞
上述した実施の形態の配線チェック方法では、図１１のステップＳＢ９において検出する重なりは、ＧＮＤ層が設定されている場合には、配線がＧＮＤ層に隣接している場合を検証対象外とすることで、より効率的に検出を行なうことが可能である。これは、ＧＮＤ層は通常一枚の導体プレーンで、その層全体が埋められるため、そこにはスリットが発生しないためである。
【００９６】
また、基準プレーン情報に対して、予め、隣接する層のみ分離、基準プレーン情報で特定される基準プレーンを電位の基準としている構成要素とＧＮＤまでの間を分離、というように層指定をできるようにし、配線が指定された層の隣接層に存在する場合のみ重なりをチェックすることで、より精度の高い検証が可能となる。
【００９７】
図１３は、配線チェック方法の変形例の実施の形態を示すフローチャートで、次に、チェックの範囲を指定できるようにした動作例について説明する。
【００９８】
図１２に示すフローチャートとの違いを説明すると、ステップＳＤ２にて、配線の隣接層がＧＮＤ層であるかを判断し、ＧＮＤ層である場合にはチェック対象外としてチェック処理を終了することである。また、ステップＳＤ７およびステップＳＤ１４にて、チェック対象の基準プレーンの層情報を元に、どの層に存在する配線ならばチェックするか判断し、さらにステップＳＤ８およびステップＳＤ１５にて、配線の隣接層がチェック対象の層に該当するか判断し、該当しない場合にはチェック対象外として、チェック処理を終了している点である。
【００９９】
すなわち、まず、ステップＳＤ１にて、記憶部２２の基板データベース５０に格納された層構成の情報を読み出し、配線の隣接層を求める。次に、ステップＳＤ２にて、配線の隣接層がＧＮＤ層であるかを判断し、ＧＮＤ層である場合にはチェック対象外としてチェック処理を終了することである。
【０１００】
配線の隣接層がＧＮＤ層で無い場合は、ステップＳＤ３にて、配線に対して重なりチェックを実施するプリント基板の構成要素が配線かどうかを、記憶部２２の配線データベース５０から読み取った情報より判断する。そして、チェック対象の構成要素が配線である場合には、ステップＳＤ４にて、配線を構成するシェイプの総数を記憶部２２の配線データベース５２より読み出す。
【０１０１】
ステップＳＤ５では、シェイプの固有番号値ｌを１とする。そして、ステップＳＤ６にて、配線を構成する固有番号ｌのシェイプの配置層と形状に関する頂点情報を配線シェイプデータベース５３より読み出す。
【０１０２】
次に、ステップＳＤ７にて、チェック対象のシェイプに対する基準プレーンの層情報を元に、どの層に存在する配線ならばチェックするか算出し、ステップＳＤ８にて、基準プレーンの配置層が配線の隣接層に一致しており、配線の隣接層がチェック対象の層に該当するか判断し、該当しない場合にはチェック対象外とする。
【０１０３】
これに対して、配線の隣接層がチェック対象の層である場合は、ステップＳＤ９にて、チェック対象の配線とシェイプとの二次元的な重なりを図形演算部２３によってチェックする。そして、重なりが存在する場合には、ステップＳＤ１０にて、両配線の固有番号と重なりの形状情報と層情報を記憶部２２のエラー結果データベース５４に格納する。
【０１０４】
次に、ステップＳＤ１１にて、シェイプの固有番号値ｌに１加算し、ステップＳＤ１２にて、シェイプの固有番号値ｌが配線データベース５２に格納した配線を形成するシェイプの総数より大きいか判定し、越えなければステップＳＤ６に戻り、シェイプの固有番号値ｌが配線のシェイプ総数を超える場合にはチェック処理を終了する。
【０１０５】
またステップＳＤ３にて判断した結果、チェック対象が配線でない場合には、ステップＳＤ１３にて、チェック対象の構成要素である部品もしくはパッドの配置層と形状に関する頂点情報を、図１１のステップＳＢ７で選択された固有番号から構成要素データベース５１より読み出す。
【０１０６】
次に、ステップＳＤ１４にて、チェック対象の部品もしくはパッドに対する基準プレーンの層情報を元に、どの層に存在する配線ならばチェックするか算出し、ステップＳＤ１５にて、基準プレーンの配置層が配線の隣接層に一致しており、配線の隣接層がチェック対象の層に該当するか判断し、該当しない場合にはチェック対象外とする。
【０１０７】
これに対して、配線の隣接層がチェック対象の層である場合は、ステップＳＤ１６にて、配線と部品もしくはパッド等との重なりをチェックし、重なりが存在する場合には、ステップＳＤ１７にて配線とチェック対象の部品もしくはパッドの固有番号、重なりの形状と層情報を記憶部２２のエラー結果データベース５４に格納しチェック処理を終了する。
【０１０８】
配線チェック方法の更なる変形例としては、電磁波放射低減対策は高周波の信号が伝送される配線に対して有効であることから、記憶部２２に格納された配線の動作周波数もしくは動作電圧に対して閾値を設定し、図１１のフローチャートのステップＳＢ４の後処理として閾値を超える配線のみを検証対象とすることで、検証にかかる処理を軽減する方法も考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、プリント基板を設計するＣＡＤシステムに組み込まれ、プリント基板の設計中に配線のチェックを可能とするチェックシステムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の概要としての配線チェック方法の実施の形態の一例を示すフローチャートである。
【図２】プリント基板上に配置される構成要素の電位の基準となる基準プレーンが分離されないプリント基板の概略斜視図である。
【図３】プリント基板上に配置される構成要素の電位の基準となる基準プレーンが分離されたプリント基板の概略斜視図である。
【図４】基準プレーンの分離により予測されるスリットの発生箇所を示すプリント基板の概略斜視図である。
【図５】本発明においてチェックされる配線とスリット発生予測箇所を示すプリント基板の概略斜視図である。
【図６】基準プレーンが分離されるプリント基板の概略断面図である。
【図７】本発明の配線チェックシステムの実施の形態の一例を示すブロック図である。
【図８】チェック対象のプリント基板の詳細を示す断面図である。
【図９】配線と構成要素との重なりを検出するために用いられるプリント基板に関する情報が記憶されるデータベースの一例を示す構成図である。
【図１０】エラー箇所の出力例を示す説明図である。
【図１１】本発明の配線チェック方法の実施の形態の一例を示すフローチャートである。
【図１２】配線と構成要素との重なりをチェックする処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】配線チェック方法の変形例の実施の形態を示すフローチャートである。
【図１４】基板設計における課題を示すプリント基板の概略平面図である。
【図１５】基板設計における課題を示すプリント基板の概略平面図である。
【図１６】基板設計における課題の従来の解決手法を示すプリント基板の概略平面図である。
【図１７】基板設計における課題の従来の解決手法を示すプリント基板の概略平面図である。
【図１８】基板設計における課題の従来の解決手法を示すプリント基板の概略平面図である。
【図１９】基板設計における課題の従来の解決手法を示すプリント基板の概略平面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１・・・配線チェックシステム、１１・・・第１入力部、１２・・・第２入力部、２０・・・本体部、２１・・・制御部、２２・・・記憶部、２３・・・図形演算部、２４・・・解析結果処理部、３０・・・出力部
【図１】
2008198002.tif 000003
【図６】
2008198002.tif 000004
【図７】
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【図８】
2008198002.tif 000006
【図９】
2008198002.tif 000007
【図１０】
2008198002.tif 000008
【図１１】
2008198002.tif 000009
【図１２】
2008198002.tif 000010
【図１３】
2008198002.tif 000011
【図１４】
2008198002.tif 000012
【図１５】
2008198002.tif 000013
【図１６】
2008198002.tif 000014
【図１７】
2008198002.tif 000015
【図１８】
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【図１９】
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【図２】
2008198002.tif 000018
【図３】
2008198002.tif 000019
【図４】
2008198002.tif 000020
【図５】
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