(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計する設計手段と、
上記設計手段により上記一方面及び上記他方面に任意の配線パターンが設計されている上記基材を複数層積層させる積層手段と、
上記積層手段により上記基材を複数層積層することにより生ずる影響を調整するための調整値を設定する調整値設定手段と、
上記設計手段により任意の配線パターンが設計されている上記基材の一方面及び他方面を任意のサイズで複数のエリアに分割する分割手段と、
上記分割手段により分割されたエリア内に含まれている配線パターンの面積率をエリアごとに算出する面積率算出手段と、
上記面積率算出手段により算出された上記各基材の一方面のエリアごとの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記各基材の他方面のエリアごとの面積率と、上記調整値設定手段により設定された調整値とに基づき、上記複数層積層された基材の最表面の反り量をエリアごとに算出する反り量算出手段を備える配線パターン設計装置。
【請求項２】
基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計する設計手段と、
上記設計手段により上記基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計した後、上記基材の一方面の最表面及び他方面の最表面の任意の場所にレジスト層を積層するレジスト層積層手段と、
上記レジスト層積層手段により任意の場所にレジスト層が積層されている上記基材の一方面の最表面及び他方面の最表面を複数のエリアに分割する分割手段と、
上記分割手段により分割されたエリア内に含まれているレジスト層の面積率をエリアごとに算出する面積率算出手段と、
上記面積率算出手段により算出された上記基材の一方面の配線パターンの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の他方面の配線パターンの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の一方面のレジスト層の面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の他方面のレジスト層の面積率とに基づき、上記基材表面のエリアごとの反り量を算出する反り量算出手段を備える配線パターン設計装置。
【請求項３】
上記面積率算出手段は、上記分割手段により分割された各エリア内の任意の位置にレジスト層が有るかどうかを判定し、当該判定結果に応じてレジスト層の面積率をエリアごとに算出する請求項２記載の配線パターン設計装置。
【請求項４】
設計手段が、基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計する設計工程と、
積層手段が、上記設計手段により上記一方面及び上記他方面に任意の配線パターンが設計されている上記基材を複数層積層させる積層工程と、
調整値設定手段が、上記積層手段により上記基材を複数層積層することにより生ずる影響を調整するための調整値を設定する調整値設定工程と、
分割手段が、上記設計手段により任意の配線パターンが設計されている上記基材の一方面及び他方面を任意のサイズで複数のエリアに分割する分割工程と、
面積率算出手段が、上記分割手段により分割されたエリア内に含まれている配線パターンの面積率をエリアごとに算出する面積率算出工程と、
反り量算出手段が、上記面積率算出手段により算出された上記各基材の一方面のエリアごとの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記各基材の他方面のエリアごとの面積率と、上記調整値設定手段により設定された調整値とに基づき、上記複数層積層された基材の最表面の反り量をエリアごとに算出する反り量算出工程とを有する配線パターン設計方法。
【請求項５】
設計手段が、基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計する設計工程と、
レジスト層積層手段が、上記設計手段により上記基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計した後、上記基材の一方面の最表面及び他方面の最表面の任意の場所にレジスト層を積層するレジスト層積層工程と、
分割手段が、上記レジスト層積層手段により任意の場所にレジスト層が積層されている上記基材の一方面の最表面及び他方面の最表面を複数のエリアに分割する分割工程と、
面積率算出手段が、上記分割手段により分割されたエリア内に含まれているレジスト層の面積率をエリアごとに算出する面積率算出工程と、
反り量算出手段が、上記面積率算出手段により算出された上記基材の一方面の配線パターンの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の他方面の配線パターンの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の一方面のレジスト層の面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の他方面のレジスト層の面積率とに基づき、上記基材表面のエリアごとの反り量を算出する反り量算出工程とを有する配線パターン設計方法。
【請求項６】
上記面積率算出工程において、上記面積率算出手段が、上記分割手段により分割された各エリア内の任意の位置にレジスト層が有るかどうかを判定し、当該判定結果に応じてレジスト層の面積率をエリアごとに算出する請求項５記載の配線パターン設計方法。
【請求項７】
設計手段が、基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計する設計工程と、
積層手段が、上記設計手段により上記一方面及び上記他方面に任意の配線パターンが設計されている上記基材を複数層積層させる積層工程と、
調整値設定手段が、上記積層手段により上記基材を複数層積層することにより生ずる影響を調整するための調整値を設定する調整値設定工程と、
分割手段が、上記設計手段により任意の配線パターンが設計されている上記基材の一方面及び他方面を任意のサイズで複数のエリアに分割する分割工程と、
面積率算出手段が、上記分割手段により分割されたエリア内に含まれている配線パターンの面積率をエリアごとに算出する面積率算出工程と、
反り量算出手段が、上記面積率算出手段により算出された上記各基材の一方面のエリアごとの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記各基材の他方面のエリアごとの面積率と、上記調整値設定手段により設定された調整値とに基づき、上記複数層積層された基材の最表面の反り量をエリアごとに算出する反り量算出工程とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項８】
設計手段が、基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計する設計工程と、
レジスト層積層手段が、上記設計手段により上記基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計した後、上記基材の一方面の最表面及び他方面の最表面の任意の場所にレジスト層を積層するレジスト層積層工程と、
分割手段が、上記レジスト層積層手段により任意の場所にレジスト層が積層されている上記基材の一方面の最表面及び他方面の最表面を複数のエリアに分割する分割工程と、
面積率算出手段が、上記分割手段により分割されたエリア内に含まれているレジスト層の面積率をエリアごとに算出する面積率算出工程と、
反り量算出手段が、上記面積率算出手段により算出された上記基材の一方面の配線パターンの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の他方面の配線パターンの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の一方面のレジスト層の面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の他方面のレジスト層の面積率とに基づき、上記基材表面のエリアごとの反り量を算出する反り量算出工程とをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】
上記面積率算出工程において、上記面積率算出手段が、上記分割手段により分割された各エリア内の任意の位置にレジスト層が有るかどうかを判定し、当該判定結果に応じてレジスト層の面積率をエリアごとに算出する請求項８記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路の配線パターンを設計するアプリケーション・プログラムによって、基材に任意の配線パターンを設計する配線パターン設計装置及び方法並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、プリント基板の製作作業においては、実際にプリント基板の製作を行う前に、ＣＡＤ（computer-aided design）システムを使用して、ＬＳＩ等の集積回路におけるレイアウトパターンや、電子回路の設計が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、ＣＡＤシステムによって設計された配線パターンにしたがって、はんだ付けによるディップ工程や、フロー工程（はんだ槽にプリント基板をくぐらせる工程）や、リフロー工程（はんだを溶融させるための加熱炉を通過させる工程）等により、プリント基板上に電子部品を固定する。
【０００４】
これらの工程では、プリント配線基板を加熱するため、積層形成されている絶縁材料や、導電材料による等価的な線膨張率の差から、基板が反ってしまい、変形が生じてしまう。
【０００５】
また、近年では、高密度実装により、プリント配線板の多層化が進んでおり、各層の銅配線パターンが複雑に影響し合って、銅配線と基材の線膨張差による反り方向などが複雑になる。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−３４０１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような状況下において、これまでは、プリント配線基板が反るか否かはサンプルを試作し、実験してみなければ分からなかった。したがって、プリント配線基板の反りに起因する、はんだ接合不良（テンプラ）等を修正する為には、莫大な手間がかかる場合があり、設計製造コストの増大につながってしまう。
【０００８】
そこで、本発明では、電子部品の固定（接合）を行う工程で発生するプリント配線基板の反り（変形）をプリント配線基板のサンプルを試作することなく予測する配線パターン設計装置及び方法並びにプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る配線パターン設計装置は、上述の課題を解決するために、基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計する設計手段と、上記設計手段により上記一方面及び上記他方面に任意の配線パターンが設計されている上記基材を複数層積層させる積層手段と、上記積層手段により上記基材を複数層積層することにより生ずる影響を調整するための調整値を設定する調整値設定手段と、上記設計手段により任意の配線パターンが設計されている上記基材の一方面及び他方面を任意のサイズで複数のエリアに分割する分割手段と、上記分割手段により分割されたエリア内に含まれている配線パターンの面積率をエリアごとに算出する面積率算出手段と、上記面積率算出手段により算出された上記各基材の一方面のエリアごとの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記各基材の他方面のエリアごとの面積率と、上記調整値設定手段により設定された調整値とに基づき、上記複数層積層された基材の最表面の反り量をエリアごとに算出する反り量算出手段を備える。
更に、本発明に係る配線パターン設計装置は、基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計する設計手段と、上記設計手段により上記基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計した後、上記基材の一方面の最表面及び他方面の最表面の任意の場所にレジスト層を積層するレジスト層積層手段と、上記レジスト層積層手段により任意の場所にレジスト層が積層されている上記基材の一方面の最表面及び他方面の最表面を複数のエリアに分割する分割手段と、上記分割手段により分割されたエリア内に含まれているレジスト層の面積率をエリアごとに算出する面積率算出手段と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の一方面の配線パターンの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の他方面の配線パターンの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の一方面のレジスト層の面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の他方面のレジスト層の面積率とに基づき、上記基材表面のエリアごとの反り量を算出する反り量算出手段を備える。
【００１０】
また、本発明に係る配線パターン設計方法は、上述の課題を解決するために、設計手段が、基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計する設計工程と、積層手段が、上記設計手段により上記一方面及び上記他方面に任意の配線パターンが設計されている上記基材を複数層積層させる積層工程と、調整値設定手段が、上記積層手段により上記基材を複数層積層することにより生ずる影響を調整するための調整値を設定する調整値設定工程と、分割手段が、上記設計手段により任意の配線パターンが設計されている上記基材の一方面及び他方面を任意のサイズで複数のエリアに分割する分割工程と、面積率算出手段が、上記分割手段により分割されたエリア内に含まれている配線パターンの面積率をエリアごとに算出する面積率算出工程と、反り量算出手段が、上記面積率算出手段により算出された上記各基材の一方面のエリアごとの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記各基材の他方面のエリアごとの面積率と、上記調整値設定手段により設定された調整値とに基づき、上記複数層積層された基材の最表面の反り量をエリアごとに算出する反り量算出工程とを有する。
更に、本発明に係る配線パターン設計方法は、設計手段が、基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計する設計工程と、レジスト層積層手段が、上記設計手段により上記基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計した後、上記基材の一方面の最表面及び他方面の最表面の任意の場所にレジスト層を積層するレジスト層積層工程と、分割手段が、上記レジスト層積層手段により任意の場所にレジスト層が積層されている上記基材の一方面の最表面及び他方面の最表面を複数のエリアに分割する分割工程と、面積率算出手段が、上記分割手段により分割されたエリア内に含まれているレジスト層の面積率をエリアごとに算出する面積率算出工程と、反り量算出手段が、上記面積率算出手段により算出された上記基材の一方面の配線パターンの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の他方面の配線パターンの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の一方面のレジスト層の面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の他方面のレジスト層の面積率とに基づき、上記基材表面のエリアごとの反り量を算出する反り量算出工程とを有する。
【００１１】
また、本発明に係るプログラムは、上述の課題を解決するために、設計手段が、基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計する設計工程と、積層手段が、上記設計手段により上記一方面及び上記他方面に任意の配線パターンが設計されている上記基材を複数層積層させる積層工程と、調整値設定手段が、上記積層手段により上記基材を複数層積層することにより生ずる影響を調整するための調整値を設定する調整値設定工程と、分割手段が、上記設計手段により任意の配線パターンが設計されている上記基材の一方面及び他方面を任意のサイズで複数のエリアに分割する分割工程と、面積率算出手段が、上記分割手段により分割されたエリア内に含まれている配線パターンの面積率をエリアごとに算出する面積率算出工程と、反り量算出手段が、上記面積率算出手段により算出された上記各基材の一方面のエリアごとの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記各基材の他方面のエリアごとの面積率と、上記調整値設定手段により設定された調整値とに基づき、上記複数層積層された基材の最表面の反り量をエリアごとに算出する反り量算出工程とをコンピュータに実行させるためのものである。
更に、本発明に係るプログラムは、設計手段が、基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計する設計工程と、レジスト層積層手段が、上記設計手段により上記基材の一方面及び他方面に任意の配線パターンを設計した後、上記基材の一方面の最表面及び他方面の最表面の任意の場所にレジスト層を積層するレジスト層積層工程と、分割手段が、上記レジスト層積層手段により任意の場所にレジスト層が積層されている上記基材の一方面の最表面及び他方面の最表面を複数のエリアに分割する分割工程と、面積率算出手段が、上記分割手段により分割されたエリア内に含まれているレジスト層の面積率をエリアごとに算出する面積率算出工程と、反り量算出手段が、上記面積率算出手段により算出された上記基材の一方面の配線パターンの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の他方面の配線パターンの面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の一方面のレジスト層の面積率と、上記面積率算出手段により算出された上記基材の他方面のレジスト層の面積率とに基づき、上記基材表面のエリアごとの反り量を算出する反り量算出工程とをコンピュータに実行させるためのものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、電子部品の固定（接合）を行う工程で発生するプリント配線基板の反り（変形）をプリント配線基板のサンプルを試作することなく予測するので、完成したプリント配線基板が反らないような配線パターン形状や、電子部品配置等の設計を迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明をする。
【００１４】
まず、所定の製造工程によって製造されたプリント配線基板の構造を図１に示す。プリント配線基板１の製造工程では、電気ＣＡＤ（computer-aided design）等により予め配線等のレイアウトパターンの設計が行われ、当該設計に基づいて、絶縁材料である基材１０の両面（一方面１１と他方面１２）に任意の銅パターンを形成し、その後、電子部品のはんだ付けがディップ工程、又はリフロー工程等により行われる。
【００１５】
銅パターンの形成工程において、プリント配線基板１は、一方面１１に形成された銅パターンの面積に起因する線膨張率及び剛性と、他方面１２に形成された銅パターンの面積に起因する線膨張率及び剛性とに差が生じると、はんだ付け工程の際の加熱により、プリント配線基板１に反りが生じ、変形してしまう。
【００１６】
ここで、プリント配線基板１の反りと銅パターンの面積（残銅率）の関係について図２を用いて説明する。プリント配線基板１の一方面１１に形成されている銅パターンの面積（残銅率）をＡとし、他方面１２に形成されている銅パターンの残銅率をＢとする。ここで、Ａ／Ｂ＞１のとき、すなわちＡ＞Ｂのときには、プリント配線基板１は一方面１１が凸となるように変形し、また、Ａ／Ｂ＜１のとき、すなわちＡ＜Ｂのときには、プリント配線基板１は他方面１２が凸となるように変形する。
【００１７】
また、プリント配線基板１は、一方面１１又は他方面１２に凸となるように変形する場合において、反りの度合い（レベル）も問題となる（図３）。例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の基材１０Ａの一方面１１の残銅率をＡ１とし、第１の基材１０Ａの他方面１２の残銅率をＢ１とし、第２の基材１０Ｂの一方面１１の残銅率をＡ２とし、第２の基材１０Ｂの他方面１２の残銅率をＢ２とし、Ａ１／Ｂ１＜１、Ａ２／Ｂ２＜１のとき、Ａ１／Ｂ１＞Ａ２／Ｂ２であった場合、反り量εは、ε１＜ε２となる。
【００１８】
本願発明では、プリント配線基板１の反り（変形）を電気ＣＡＤによる設計の段階で予測し、当該予測に基づいて、プリント配線基板１の一方面１１及び他方面１２に形成する銅パターンの形状の変更や、部品配置の変更、追加、削除、さらには層構成や、材料の見直しを行い、設計及び製造コストの低減を目的とするものである。
【００１９】
本発明に係る配線パターンの設計及びプリント配線基板の反り予測は、例えば、図４に示すように、所定の演算を行うＣＰＵ２０と、画像を表示する表示部２１と、ユーザの操作に応じて操作信号を生成するポインティングデバイス２２と、所定のアプリケーション・プログラムが格納されている記憶部２３と、ＣＰＵ２０が各種演算を行う際に利用するワーキングメモリ２４を備えるＰＣ（パーソナルコンピュータ）２により行われる。
【００２０】
ポインティングデバイス２２は、ユーザの操作に応じて所定の操作信号を生成し、生成した操作信号をＣＰＵ２０に供給する。
【００２１】
ＣＰＵ２０は、ポインティングデバイス２２から供給された操作信号に応じて、記憶部２３から配線パターンを設計するためのアプリケーション・プログラムＡを読み出し、読み出したプログラムＡをワーキングメモリ２４に展開し、ＧＵＩ（graphical user interface）を表示部２１に表示させる。
【００２２】
ここで、ＰＣ２により本発明に係る配線パターンの設計及び基板の反り予測を行うための構成を図５に示す機能ブロック図を用いて説明する。なお、以下では、配線パターンの設計及び基板の反り予測を行う装置を配線パターン設計装置と呼ぶ。
【００２３】
配線パターン設計装置３は、基材１０の一方面１１及び他方面１２に任意の配線パターンを設計する設計部３０と、設計部３０により任意の配線パターンが設計されている基材１０の一方面１１及び他方面１２を任意のサイズで複数のエリアに分割する分割部３１と、分割部３１により分割されたエリア内に含まれている配線パターンの面積率（残銅率）をエリアごとに算出する面積率算出部３２と、面積率算出部３２により算出された基材１０の一方面１１のエリアごとの面積率と、基材１０の他方面１２のエリアごとの面積率とに基づき、基材表面のエリアごとの反り量（反り方向、反り形状、反り度合い等）を算出する反り量算出部３３とを備える。また、面積率算出部３２は、分割部３１により分割された各エリア内の任意の位置に配線パターンが有るかどうかを判定し、当該判定結果に応じて配線パターンの面積率をエリアごとに算出する。
【００２４】
また、配線パターン設計装置３は、反り量算出部３３により算出された基材表面のエリアごとの反り量に基づいて、基材表面の反り量を濃淡又は色調差によって視覚化する視覚化部３４と、分割部３１により基材１０の一方面１１及び他方面１２を複数のエリアに分割する際に、当該エリアのサイズを設定する分割サイズ設定部３５とを備える。視覚化部３４は、表示部２１に基材表面の反り量を視覚的に表示する。
【００２５】
ここで、配線パターン設計装置３によりプリント配線基板１の反りを予測する方法について図６に示すフローチャートにしたがって説明する。
【００２６】
ステップＳ１において、設計部３０は、基材１０の一方面１１及び他方面１２に任意の配線パターンの設計を行う。
【００２７】
ステップＳ２において、分割部３１は、基材１０の一方面１１及び他方面１２を任意のサイズで複数のエリアに分割する。このとき、分割サイズ設定部３５により分割サイズを指定しても良い。分割サイズ指定部２５は、一辺が約０．５ｍｍ〜５ｍｍの間で分割サイズを指定する。なお、本実施例では、分割サイズの形は、正方形としているが、これに限られない。また、分割サイズ指定部２５は、例えば、基材１０全体を分割対象にする場合には、一辺が５ｍｍとなるように分割サイズを指定し、また、基材１０の一部を拡大し、当該一部を分割対象にする場合には、一辺が０．５ｍｍとなるように分割サイズを指定する。
【００２８】
ステップＳ３において、面積率算出部３２は、エリアごとに配線パターンの面積率を算出する。
【００２９】
ステップＳ４において、面積率算出部３２は、ステップＳ３の工程によって算出した面積率からエリアごとの残銅率を計算する。
【００３０】
ステップＳ５において、反り量算出部３３は、一方面１１の各エリアの残銅率と、他方面１２の各エリアの残銅率に基づき、基材表面の反り量をエリアごとに算出する。
【００３１】
ステップＳ６において、視覚化部３４は、ステップＳ５によって算出された基材表面のエリアごとの反り量を濃淡又は色調差によって視覚化する。ここで、色調差によって視覚化した基材表面の反りの分布を図７に示す。図７は、一方面側から観た平面図を示しており、エリアＯには一方面側に反るエリアが多く分布し、エリアＰには他方面側に反るエリアが多く分布していることを示している。
【００３２】
また、配線パターン設計装置３によりプリント配線基板１の反りを予測する他の方法について図８に示すフローチャートにしたがって説明する。
【００３３】
ステップＳ１０において、設計部３０は、基材１０の一方面１１及び他方面１２に任意の配線パターンの設計を行う。
【００３４】
ステップＳ１１において、分割部３１は、基材１０の一方面１１及び他方面１２を任意のサイズで複数のエリアに分割する。なお、分割サイズの指定に関しては、上述したステップＳ２の工程に記載した通りである。
【００３５】
ステップＳ１２において、面積率算出部３２は、ステップＳ１１の工程により分割部３１で分割された各エリア内の任意の位置、例えば、エリアの中央に配線パターンが有るかどうかを判定し、エリアごとに配線パターンの面積率を算出する。ここで、面積率算出部３２による判定動作について説明する。
【００３６】
分割部３１は、任意の配線パターンが設計されたプリント配線基板１を任意のサイズに分割する（図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ））。図９（ａ）は、プリント配線基板１上の銅パターンの一例を示す図であり、図９（ｂ）は、分割部３１で生成されるプリント配線基板１を分割する各エリアを示す模式図であり、図９（ｃ）は、プリント配線基板１上にエリアを配置した場合の模式図である。
【００３７】
面積率算出部３２は、各エリアの中心部分に配線パターンがあるかどうかの判定を行い、中心部分に配線パターンがある場合には、エリア全体を面積率１００パーセントとし、一方、中心部分に配線パターンがない場合には、エリア全体を面積率０パーセントとする（図９（ｄ））。なお、図９（ｄ）は、各エリアの中央に配線パターンがあるかどうかを判定している様子を示す図である。
【００３８】
この状態を視覚化部３４によって視覚化した場合、一目で基材１０上に設計された配線パターンの分布の様子を把握することができる（図９（ｅ））。なお、図９（ｅ）は、判定後の各エリアの様子を示す図である。
【００３９】
また、ステップＳ１３において、面積率算出部３２は、ステップＳ１２の工程によって算出された面積率に基づき、基材１０の一方面１１と他方面１２におけるエリアごとの配線パターンの有無の組み合わせを判定する。面積率算出部３２は、例えば、一方面１１の一のエリアには配線パターンが有るが、当該エリアに対応する裏面（他方面１２）のエリアには配線パターンが無いときには、「判定１」とし、一方面１１の一のエリアには配線パターンが無いが、当該エリアに対応する裏面（他方面１２）のエリアには配線パターンが有るときには、「判定２」とし、一方面１１の一のエリア及び当該エリアに対応する裏面（他方面１２）のエリアともに配線パターンが有るときには、「判定３」とし、一方面１１の一のエリア及び当該エリアに対応する裏面（他方面１２）のエリアともに配線パターンが無いときには、「判定４」とする。
【００４０】
ステップＳ１４において、面積率算出部３２は、ステップＳ１３の判定結果に応じて、エリアごとの残銅率を計算する。
【００４１】
ステップＳ１５において、反り量算出部３３は、ステップＳ１４の工程により算出した一方面１１の各エリアの残銅率と、他方面１２の各エリアの残銅率に基づき、基材表面の反り量をエリアごとに算出する。
【００４２】
ステップＳ１６において、視覚化部３４は、ステップＳ１５によって算出された基材表面のエリアごとの反り量を濃淡又は色調差によって視覚化する。
【００４３】
また、配線パターン設計装置３は、設計部３０により一方面１１及び他方面１２に任意の配線パターンが設計されている基材１０を複数層積層させる積層部３６と、積層部３６により基材１０を複数層積層することにより生ずる影響を調整するための調整値を設定する調整値設定部３７とを備える。このような構成の場合、反り量算出部３３は、面積率算出部３２により算出された各基材の一方面１１のエリアごとの面積率と、各基材の他方面１２のエリアごとの面積率と、調整値設定部３７により設定された調整値とに基づき、複数層積層された基材１０の最表面の反り量をエリアごとに算出する。
【００４４】
積層部３６により一方面１１と他方面１２に任意の配線パターンが設計されている基材１０が複数層積層される場合には、反りは、中心層から離れた位置に形成されている層ほど残銅率差の影響が大きくなる。そこで、調整値設定部３７により設定された調整値によって、中心層からの層距離による重み付けを残銅率差の計算へ反映させる。
【００４５】
また、配線パターン設計装置３は、設計部３０により基材１０の一方面１１及び他方面１２に任意の配線パターンを設計した後、基材１０の一方面１１の最表面及び他方面１２の最表面の任意の場所にレジスト層を積層するレジスト層積層部３８を備える。このような構成の場合には、分割部２２は、レジスト層積層部３８により任意の場所にレジスト層が積層されている基材１０の一方面１１の最表面及び他方面１２の最表面を複数のエリアに分割する。また、面積率算出部３２は、分割部３１により分割されたエリア内に含まれているレジスト層の面積率をエリアごとに算出する。また、反り量算出部３３は、面積率算出２２により算出された基材１０の一方面１１の配線パターンの面積率と、基材１０の他方面１２の配線パターンの面積率と、基材１０の一方面１１のレジスト層の面積率と、基材１０の他方面１２のレジスト層の面積率とに基づき、基材表面のエリアごとの反り量を算出する。また、面積率算出部３２は、分割部３１により分割された各エリア内の任意の位置にレジスト層が有るかどうかを判定し、当該判定結果に応じてレジスト層の面積率をエリアごとに算出するような構成であっても良い。
【００４６】
ここで、一方面１１及び他方面１２に任意の配線パターンが設計されている基材１０が複数層形成され、かつ、両最表面にレジスト層が形成されているプリント配線基板１の断面構造と、調整値設定部３７による重み付けについて図１０を用いて説明する。なお、以下では、調整値設定部３７によって設定される重み付け（調整値）を評価指数Ｓとして表現する。
【００４７】
図９に示すような基材１０が複数層積層される場合、それぞれの基材１０の一方面及び他方面をそれぞれＡ１、Ａ２・・・、Ｂ１、Ｂ２・・・とし、曲げ中心位置Ｘからの各面（層）の距離をそれぞれｌＡ１、ｌＡ２・・・、ｌＢ１、ｌＢ２・・・とし、各基材１０の残銅率をそれぞれＺＡ１、ＺＡ２・・・、ＺＢ１、ＺＢ２・・・とし、各基材１０の一方面及び他方面に設計される配線（銅）パターンの厚さをそれぞれｔＡ１、ｔＡ２・・・、ｔＢ１、ｔＢ２・・・とすると、評価指数Ｓは、（１）式で表すことができる。
Ｓ＝ＺＡ１×ｌＡ１３×ｔＡ１＋ＺＡ２×ｌＡ２３×ｔＡ２＋・・・−（ＺＢ１×ｌＢ１３×ｔＢ１＋ＺＢ２×ｌＢ２３×ｔＢ２）・・・（１）
また、基材１０が複数層積層されているプリント配線基板１の両最表面にレジスト層が形成される場合には、中心位置Ｘから一方向に形成されるレジスト層の残レジスト率をＲＡとし、中心位置Ｘから他方面に形成されるレジスト層の残レジスト率をＲＢとすると、評価指数Ｓは、（２）式で表すことができる。
Ｓ＝ＲＡ×ｌＡ１３＋ＺＡ１×ｌＡ１３×ｔＡ１＋ＺＡ２×ｌＡ２３×ｔＡ２＋・・・−（ＲＢ×ｌＢ１３＋ＺＢ１×ｌＢ１３×ｔＢ１＋ＺＢ２×ｌＢ２３×ｔＢ２）・・・（２）
また、積層される層間樹脂によって剛性や線膨張率、及び硬化収縮率等が異なる材料を採用する場合には、プリント配線基板１の製造工程中のプレス工程で残留歪みが発生する。
【００４８】
このような場合には、残銅率ではなく（３）式で表される残樹脂率とし、それぞれＪＡ１、ＪＡ２・・・、ＪＢ１、ＪＢ２・・・とすると、各層の材質の違いから生ずる反りに対する寄与度をそれぞれ、ＭＡ１、ＭＡ２・・・、ＭＢ１、ＭＢ２・・・とすると、評価指数Ｓは、（４）式で表すことができる。
ＪＡ１＝（１−ＺＡ１）・・・（３）
Ｓ＝ＪＡ１×ＭＡ１×ｌＡ１３＋ＪＡ２×ＭＡ２×ｌＡ２３＋・・・−（ＪＢ１×ＭＢ１×ｌＢ１３＋ＪＢ２×ＭＢ２×ｌＢ２３＋・・・）・・・（４）
また、調整値設定部３７は、材料による反りの寄与度の他に、さらにプリント配線基板１の製造工程における成形工程による寄与度を加算する場合もある。
【００４９】
例えば、ビルトアップ基板のようにプレス回数が層ごとに異なる場合、プレス工程で与えられた残留歪みが、リフロー工程で開放される場合の反りに対する影響度をそれぞれ、ＰＡ１、ＰＡ２・・・ＰＢ１、ＰＢ２・・・とすると、評価指数Ｓは、（５）式で表すことができる。
Ｓ＝ＪＡ１×ＭＡ１×ＰＡ１×ｌＡ１３＋ＪＡ２×ＭＡ２×ＰＡ２×ｌＡ２３＋・・・−（ＪＢ１×ＭＢ１×ＰＢ１×ｌＢ１３＋ＪＢ２×ＭＢ２×ＰＢ２×ｌＢ２３＋・・・）・・・（５）
また、視覚化部３４は、評価指数Ｓの値がプラス（一方面が凸）の場合とマイナス（他方面が凸）の場合で、反り方向が変わるので、例えば、プラスを赤にし、マイナスを青緑にするなど色調差が互いに補色の関係であることが望ましい。
【００５０】
このようにして本発明に係る配線パターン設計装置３は、基材１０の一方面１１及び他方面１２に任意の配線パターンを設計部３０により設計し、設計部３０により任意の配線パターンが設計されている基材１０の一方面１１及び他方面１２を任意のサイズで複数のエリアに分割部３１により分割し、分割部３１により分割されたエリア内に含まれている配線パターンの面積率（残銅率）をエリアごとに面積率算出部３２により算出し、面積率算出部３２により算出された基材１０の一方面１１のエリアごとの面積率と、基材１０の他方面１２のエリアごとの面積率とに基づき、基材表面のエリアごとの反り量（反り方向、反り形状、反り度合い等）を反り量算出部３３により算出するので、電子部品の固定（接合）を行う工程（ディップ工程又はリフロー工程等）で発生するプリント配線基板１の反り（変形）をプリント配線基板のサンプルを試作することなく予測することができ、また、プリント配線基板１上の同一層におけるパターン分布を考慮した、反り形状の予測ができるので、プリント配線基板の形状や、銅箔パターンの形状や、電子部品の配置等について最適な設計を迅速に行うことが可能となり、設計、製造コストを低減することが可能となる。
【００５１】
また、本発明によれば、各層の残銅率を簡易的な方法により算出が可能となり、計算時間を短縮することが可能となる。
【００５２】
また、本発明によれば、プリント配線基板１上の同一層におけるパターン分布を考慮した簡易的な反り形状の予測が可能となり、設計、製造コストを低減することが可能となる。
【００５３】
また、本発明によれば、プリント配線基板１が複数層で構成される場合、各層の残銅率の影響を考慮した詳細な反り形状の予測が可能となり、設計、製造コストを低減することが可能となる。
【００５４】
さらに、本発明によれば、複数層の中心層距離や、層間樹脂の特性や、残留歪み等の重み付けが任意に設定することができ、詳細な反り形状の予測が可能となり、設計、製造コストを低減することが可能となる。
【００５５】
また、本発明では、上述で説明した配線パターン設計装置３による一連の処理は、ソフトウェアにより行うこともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、汎用のコンピュータ等にインストールされる。また、当該プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭのようなリムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されても良いし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】プリント配線基板の断面図である。
【図２】プリント配線基板の反りと銅パターンの面積（残銅率）の関係についての説明に供する図である。
【図３】プリント配線基板の反り方向についての説明に供する図である。
【図４】本発明に係る配線パターンの設計及びプリント配線基板の反り予測を行う装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る配線パターンの設計及びプリント配線基板の反り予測を行う配線パターン設計装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示す配線パターン設計装置によりプリント配線基板の反りを予測する方法についての説明に供するフローチャートである。
【図７】色調差によって視覚化した基材表面の反りの分布を示す図である。
【図８】図５に示す配線パターン設計装置によりプリント配線基板の反りを予測する他の方法についての説明に供するフローチャートである。
【図９】面積率算出部による判定動作についての説明に供する図である。
【図１０】調整値設定部による重み付けについての説明に供する図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  プリント配線基板、２  ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、３  配線パターン設計装置、１０  基材、１１  一方面、１２  他方面、２０  ＣＰＵ、２１  表示部、２２  ポインティングデバイス、２３  記憶部、２４  ワーキングメモリ、３０  設計部、３１  分割部、３２  面積率算出部、３３  反り量算出部、３４  視覚化部、３５  分割サイズ設定部、３６  積層部、３７  調整値設定部、３８  レジスト層積層部
【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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