(57)【要約】【課題】  回路解析の解析時間を短縮する回路解析装置、回路解析方法および回路解析方法を実行させるためのプログラムを提供する。【解決手段】  電気回路装置の３次元データを入力する入力手段１１と、３次元データに基づいて信号配線の伝送特性に影響の少ない領域をメッシュ生成が抑制されるモデルに置換するモデル置換手段１２と、置換された３次元データに基づいて電気回路装置をメッシュに分割するメッシュ生成手段１３と、電気回路装置の信号配線の伝送特性を解析する電磁界解析手段１４と、解析結果を出力する出力手段１５から構成する。モデル置換手段１２を、解析対象となる信号配線を抽出する信号配線抽出部１２ａと信号配線から所定の距離および条件に該当する領域を算出するメッシュ生成抑制領域計算部１２ｂと、その領域をメッシュ生成が抑制される材料等に置換する置換部から構成する。【選択図】  図１
2005316754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号配線と、信号配線を囲む絶縁層とからなる回路装置の構造情報を有する３次元データに基づいて、該回路装置をメッシュに分割し電磁界解析法を用いて該信号配線の伝送特性を解析する回路解析方法であって、
前記３次元データから前記信号配線の信号配線データを抽出するステップと、
前記信号配線データおよび３次元データに基づいてメッシュ生成が抑制されるメッシュ生成抑制領域を指定するステップと、
前記メッシュ生成抑制領域をメッシュ生成が抑制される処理を行うステップとを有し、
前記メッシュ生成抑制領域は、前記信号配線および絶縁層の寸法と該絶縁層の電気特性に基づいて指定されることを特徴とする回路解析方法。
【請求項２】
前記メッシュ生成が抑制される処理は、前記メッシュ生成抑制領域をメッシュ生成が抑制される材料に置換する処理であることを特徴とする請求項１記載の回路解析方法。
【請求項３】
前記メッシュ生成が抑制される処理は、メッシュ生成処理においてメッシュ生成抑制領域のメッシュ生成を抑制することを特徴とする請求項１記載の回路解析方法。
【請求項４】
前記回路装置は、交互積層された電源／グランド層および層間絶縁層と、層間絶縁層中に形成された層内信号配線とからなり、
前記メッシュ生成抑制領域は、前記層内信号配線を囲む第１層間絶縁層と該第１層間絶縁層を挟む上部電源／グランド層および下部電源／グランド層に設けられ、
前記層内信号配線の位置を基準として、層内方向でかつ層内信号配線と垂直方向に第１の距離以上離れた領域であることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の回路解析方法。
【請求項５】
前記第１の距離は、前記層内信号配線の幅と、第１層間絶縁層の厚さおよび比誘電率に基づいて規定されることを特徴とする請求項４記載の回路解析方法。
【請求項６】
前記メッシュ生成抑制領域は、前記上部電源／グランド層の上側および前記下部電源／グランド層の下側の領域を含むことを特徴とする請求項４または５記載の回路解析方法。
【請求項７】
前記回路装置は、層内信号配線に電気的に接続された垂直信号配線を有し、
前記メッシュ生成抑制領域は、垂直信号配線の位置を基準として層内方向に第２の距離以上離れた領域に指定することを特徴とする請求項４〜６のうち、いずれか一項記載の回路解析方法。
【請求項８】
前記第２の距離は、前記垂直信号配線の半径と、第１層間絶縁層の厚さおよび比誘電率に基づいて規定されることを特徴とする請求項７記載の回路解析方法。
【請求項９】
コンピュータに、請求項１〜８のうち、いずれか一項記載の回路解析方法を実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
信号配線と、信号配線を囲む絶縁層とからなる回路装置の構造情報を有する３次元データに基づいて、該回路装置をメッシュに分割し電磁界解析法を用いて該信号配線の伝送特性を解析する回路解析装置であって、
前記３次元データにメッシュ生成が抑制される領域データを指定するモデル置換手段と、
前記メッシュ生成が抑制される領域データに基づいてメッシュ生成を抑制するメッシュ生成手段とを含み、
前記メッシュ生成が抑制される領域データは、前記信号配線および絶縁層の寸法と該絶縁層の電気特性に基づいて算出されることを特徴とする回路解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路装置や、電子回路装置、半導体装置等の回路装置の信号伝送特性を解析する回路解析装置、回路解析方法および回路解析方法を実行させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報処理装置・通信装置などではデータ伝送速度が高速化しており、ＧＨｚ帯域のデータ伝送が行われている。このような高周波信号の場合、伝送特性が低周波信号の場合と著しく異なってくる。たとえば、直角の曲がり部を有する伝送線路では、曲がり部の内側では外側より電流密度が高くなり、また、反射係数が増加して電流損失が増加する。このような場合、シングナルインテグリティの検証を怠るとその装置では正常なデータ伝送ができない可能性が高く、伝送特性をシミュレーションにより解析するシングナルインテグリティの検証が重要となる。
【０００３】
シングナルインテグリティの検証は、伝送線路や、伝送線路を囲む絶縁層、電源層やグランド層等の導電層の電子回路基板等の回路装置の３次元データを作成し、３次元データから２次元あるいは３次元のメッシュを生成して回路装置をメッシュに分割して離散化し、それぞれのメッシュについて電磁解析手法により伝送線路のＳパラメータ等の電気特性パラメータを求める。
【０００４】
従来、回路装置の電気特性パラメータを求める手法として、以下の２つの手法が行われてきた。第１の手法は、回路装置全体の３次元データについてメッシュを生成して電磁界解析を行う手法であり、第２の手法は、回路装置全体を細分化し、細分化された回路装置のそれぞれに対してメッシュを生成して電磁界解析を行う手法である。
【特許文献１】特開２００２−２８８２４１号公報
【特許文献２】特開平７−３０２２７７号公報
【特許文献３】特開平７−３０２２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の第１の手法では、伝送線路が形成されていない絶縁層や伝送線路に隣接しない電源電圧層やグランド層も解析対象となりメッシュが生成される。かかる領域のメッシュ生成や電磁界解析に要する時間が全体の解析時間を長時間化させるという問題を生ずる。
【０００６】
また、第２の手法では、細分化された回路装置についてそれぞれ並列解析が可能であり解析時間を短縮化するが、回路装置全体を細分化するために３次元データを加工する必要が生じ、また解析後に抽出した電気特性パラメータの合成に手間を要するという問題点が生ずる。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、回路解析の解析時間を短縮する回路解析装置、回路解析方法および回路解析方法を実行させるプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、信号配線と、信号配線を囲む絶縁層とからなる回路装置の構造情報を有する３次元データに基づいて、該回路装置をメッシュに分割し電磁界解析法を用いて該信号配線の伝送特性を解析する回路解析方法であって、前記３次元データから前記信号配線の信号配線データを抽出するステップと、前記信号配線データおよび３次元データに基づいてメッシュ生成が抑制されるメッシュ生成抑制領域を指定するステップと、前記メッシュ生成抑制領域をメッシュ生成が抑制される処理を行うステップとを有し、前記メッシュ生成抑制領域は、前記信号配線および絶縁層の寸法と該絶縁層の電気特性に基づいて指定される回路解析方法が提供される。
【０００９】
本発明によれば、メッシュ生成抑制領域を信号配線および絶縁層の寸法と該絶縁層の電気特性に基づいて指定することにより、信号配線の伝送特性に影響の少ない領域を的確に指定することができ、メッシュ生成抑制領域についてメッシュの生成が抑制される処理を行うので、メッシュ数を低減して簡略化することができ、解析時間を短縮することができる。
【００１０】
前記メッシュ生成が抑制される処理は、前記メッシュ生成抑制領域をメッシュ生成が抑制される材料に置換する処理でもよく、メッシュ生成処理においてメッシュ生成抑制領域のメッシュ生成を抑制してもよい。
【００１１】
前記回路装置は、交互積層された電源／グランド層および層間絶縁層と、層間絶縁層中に形成された層内信号配線とからなり、前記メッシュ生成抑制領域は、前記層内信号配線を囲む第１層間絶縁層と該第１層間絶縁層を挟む上部電源／グランド層および下部電源／グランド層に設けられ、前記層内信号配線の位置を基準として、層内方向でかつ層内信号配線と垂直方向に第１の距離以上離れた領域としてもよく、第１の距離は、前記層内信号配線の幅と、第１層間絶縁層の厚さおよび比誘電率に基づいて規定されてもよい。層内信号配線の幅と、第１層間絶縁層の厚さおよび比誘電率に基づいて規定された第１の距離以上をメッシュ生成抑制領域として、層内信号配線の伝送特性に影響の少ない領域を的確に指定することができる。
【００１２】
前記回路装置は、層内信号配線に電気的に接続された垂直信号配線を有し、前記メッシュ生成抑制領域は、垂直信号配線の位置を基準として層内方向に第２の距離以上離れた領域に指定してもよく、前記第２の距離は、前記垂直信号配線の半径と、第１層間絶縁層の厚さおよび比誘電率に基づいて規定されてもよい。層内信号配線に接続された垂直信号配線がる場合は、垂直信号配線による電界および磁界を考慮してメッシュ生成抑制領域を指定することに一層正確に解析することができる。
【００１３】
本発明の他の観点によれば、コンピュータに、上記いずれかの回路解析方法を実行させるためのプログラムが提供される。
【００１４】
本発明によれば、信号配線の伝送特性に影響の少ない領域を自動計算により算出し指定することができ、従来と比較して手間を省くことができるとともに解析時間を短縮することができる。
【００１５】
本発明のその他の観点によれば、信号配線と、信号配線を囲む絶縁層とからなる回路装置の構造情報を有する３次元データに基づいて、該回路装置をメッシュに分割し電磁界解析法を用いて該信号配線の伝送特性を解析する回路解析装置であって、前記３次元データにメッシュ生成が抑制される領域データを指定するモデル置換手段と、前記メッシュ生成が抑制される領域データに基づいてメッシュ生成を抑制するメッシュ生成手段とを含み、前記メッシュ生成が抑制される領域データは、前記信号配線および絶縁層の寸法と該絶縁層の電気特性に基づいて算出される回路解析装置が提供される。
【００１６】
本発明によれば、メッシュ生成抑制領域を信号配線および絶縁層の寸法と該絶縁層の電気特性に基づいて指定するモデル置換手段により、信号配線の伝送特性に影響の少ない領域を的確に指定することができ、メッシュ生成抑制領域についてメッシュの生成が抑制される処理をメッシュ生成手段により行うので、メッシュ数を低減して簡略化することができ、解析時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、メッシュ数を低減することができ、回路解析の解析時間を短縮することができる。従来の電気回路装置を細分化して電磁界解析を行う場合と比較して、電磁界解析後の電気特性パラメータの合成等の手間を省略することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る回路解析装置の機能構成を示す図である。図１を参照するに、本実施の形態に係る回路解析装置１０は、解析対象となる電気回路装置の３次元データを入力する入力手段１１と、３次元データに基づいて信号配線の伝送特性に影響の少ない領域をメッシュ生成が抑制されるモデルに置換するモデル置換手段１２と、置換された３次元データに基づいて電気回路装置をメッシュに分割するメッシュ生成手段１３と、電気回路装置の信号配線の伝送特性を解析する電磁界解析手段１４と、解析結果を出力する出力手段１５から構成される。
【００２０】
入力手段１１は、解析対象となる電気回路装置の３次元データが入力されるように構成される。例えば、入力手段１１は、電気回路装置の設計を支援するＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）装置から出力されたデータが入力されるように構成される。電気回路装置の３次元データは、例えば、電気回路装置を構成する層内信号配線やビアやプラグ等の垂直信号配線等の信号配線、電源層やグランド層（以下、電源層およびグランド層を「Ｖ／Ｇ層」と略称する。）、層間絶縁層などの位置情報やその材料の電気特性情報を含んでいる。
【００２１】
モデル置換手段１２は、電気回路装置の３次元データから信号配線のデータを抽出する信号配線抽出部１２ａと、信号配線の伝送特性に影響の少ないあるいは影響しない領域を算出するメッシュ生成抑制領域計算部１２ｂと、その領域をメッシュ生成が抑制される材料等に置換してモデルを生成する置換部１２ｃなどから構成される。
【００２２】
信号配線抽出部１２ａは、電気回路装置の３次元データから解析対象となる信号配線情報を抽出するように構成される。信号配線情報は、層内信号配線やビア・プラグなどの垂直信号配線の座標、配線幅等からなる。
【００２３】
メッシュ生成抑制領域計算部１２ｂは、信号配線抽出部１２ａで抽出した信号配線情報に基づいて、信号配線から信号の伝送特性に影響が少ない領域、例えば後述する信号配線から所定の距離離れた領域や所定の条件を満足する領域を算出するように構成される。
【００２４】
置換部１２ｃは、メッシュ生成抑制領域計算部１２ｂにより算出されたメッシュ生成抑制領域を次に説明するメッシュ生成手段１３でメッシュの数が抑制される材料等に置換し、電気回路装置のモデルを生成するように構成される。
【００２５】
メッシュ生成手段１３は、生成されたモデルを所定のアルゴリズムに基づいて２次元あるいは３次元のメッシュを生成して分割するように構成される。
【００２６】
電磁界解析手段１４は、メッシュ生成手段１３によりメッシュに分割された電気回路装置のモデルを、電磁界解析手法を用いて各信号配線の伝送特性、Ｓ（散乱）パラメータ情報等（周波数依存性を含む。）を算出する。電磁界解析手法は公知の方法を用いることができ、例えば、モーメント法、有限要素法、境界要素法、有限差分時間領域法、伝送線路行列法等が挙げられる。本実施の形態では、電磁界解析手法は特に限定されず、いずれの手法を用いてもよい。ここで、Ｓパラメータ情報は、信号配線に設定したポート（入力および出力ポート）における入射係数および反射係数からなり、周波数毎に算出される。Ｓパラメータ情報により信号配線における損失の周波数依存性等が得られる。
【００２７】
出力手段１５は、得られた各信号配線の伝送特性やＳパラメータ情報を図示が省略された記憶手段や印刷手段等により出力するように構成されている。
【００２８】
本実施の形態の回路解析装置１０は、以上のように構成されており、次にその動作および作用について、図２〜図４に示す電気回路装置を解析対象とする場合を例として説明する。
【００２９】
図２（Ａ）は、解析対象となる電気回路装置の平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すＢ部拡大斜視図である。また、図３は図２（Ｂ）に示すＡ−Ａ線断面図、図４は図２（Ｂ）に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【００３０】
図２〜図４を参照するに、電気回路装置２０は、基板２６上に形成された３層（ベタ膜）の導電材料からなるＶ／Ｇ層２１−１〜２１−３と、Ｖ／Ｇ層上あるいはＶ／Ｇ層間に形成された層間絶縁層２２−１〜２２−４と、層間絶縁層２２−２中にＶ／Ｇ層２１−１〜２１−４に平行に形成された２本の層内信号配線２３ａ、２３ｂと、電気回路装置２０の両端に層内信号配線２３ａ、２３ｂと接続された貫通ビア２４ａ、２４ｂと、電気回路装置の表層で貫通ビア２４ａ、２４ｂに接続された表層信号配線２５等から構成されている。電気回路装置２０は、例えば、信号が図２（Ａ）の左端の表層信号配線２５から入力され、表層信号配線２５から貫通ビア２４ａ、２４ｂを介して層内信号配線２３ａ、２３ｂを流通し、右端の貫通ビア２４ａ、２４ｂを介して表層信号配線２５から出力される。
【００３１】
図１および図２〜図４を参照するに、最初に、入力手段１１では、電気回路装置２０の３次元データがＣＡＤ装置から入力される。３次元データは、電気回路装置２０を構成する基板２６、Ｖ／Ｇ層２１−１〜２１−３、層間絶縁層２２−１〜２２−４、層内信号配線２３ａ、２３ｂ、貫通ビア２４ａ、２４ｂの座標、幅、直径、電気特性等が含まれている。
【００３２】
次に、モデル置換手段１２では、３次元データからメッシュ生成抑制領域を算出し、メッシュ生成が抑制される材料等に置換する。モデル置換手段１２の実行する処理を、図５及び図６を更に参照しつつ説明する。
【００３３】
図５および図６は、モデル置換手段の実行する処理フロー図である。
【００３４】
信号配線抽出部１２ａでは、電気回路装置２０の３次元データから解析対象となる層内信号配線２３ａ、２３ｂ（図３に拡大して示す。）を抽出し（Ｓ１００）、次いで、層内信号配線２３ａ、２３ｂの幅ＷＤおよび座標を抽出する（Ｓ１０２）。
【００３５】
次いで、メッシュ生成抑制領域計算部１２ｂでは、まず層内信号配線２３ａ、２３ｂが形成された層間絶縁層２２−２の厚さＴＫおよび比誘電率εを抽出する（Ｓ１０４）。
【００３６】
次いで、層内信号配線２３ａ、２３ｂの幅ＷＤおよび座標、層間絶縁層２２−２の厚さＴＫおよび比誘電率εから、信号配線の伝送特性に影響の少ないあるいは影響しない領域ＡＲ１（「第１領域」と称する。）を計算により求める（Ｓ１０６）。第１領域ＡＲ１は、層間絶縁層２２−２および、層間絶縁層に接するＶ／Ｇ層２１−１、２１−２を含む領域のうち、層内信号配線２３ａ、２３ｂから所定の距離Ｒ１以上離れた領域である。所定の距離Ｒ１は実験等により経験的に得られるものである。所定の距離Ｒ１は、層内信号配線２３ａ、２３ｂの幅ＷＤおよび層間絶縁層２２−２の厚さＴＫのうちいずれか大きい方と、層間絶縁層２２−２の比誘電率εとの積とする。一例として、層内信号配線２３ａ、２３ｂの幅ＷＤ＝０．１ｍｍ、層間絶縁層２２−２の厚さＴＫ＝０．２ｍｍ、層間絶縁層２２−２の比誘電率ε＝４．４とすると、距離Ｒ１＝０．８８ｍｍとなる。なお、所定の距離Ｒ１は、信号周波数や層間絶縁層２２−２の誘電損失をさらに含めて規定されてもよい。
【００３７】
メッシュ生成抑制領域計算部１２ｂではさらに、層内信号配線２３ａ、２３ｂを含む層間絶縁層２２−２および、層間絶縁層に接するＶ／Ｇ層２１−１、２１−２以外の領域を信号配線の伝送特性に影響の少ないあるいは影響しない領域ＡＲ２（「第２領域」と称する。）として３次元データから抽出する（Ｓ１０８）。第２領域は、具体的には、層間絶縁層２２−１、２２−３、２２−４、Ｖ／Ｇ層２１−３、および基板２６である。第２領域は、層内信号配線２３ａ、２３ｂがＶ／Ｇ層２１−１、２１−２に挟まれているので、層内信号配線２３ａ、２３ｂを流れる信号に起因する電界および磁界の第２領域への漏洩が少なく、メッシュの生成を抑制する領域としても電磁界解析の解析結果への影響がほとんどない。
【００３８】
次いで、解析対象である層内信号配線に関連する垂直信号配線があるかどうかを判定する（Ｓ１１０）。上述した第１領域および第２領域であっても、垂直信号配線がある場合、信号の伝送特性に影響するためである。垂直信号配線が有る場合は図６に示す処理を行う。ここで、具体的には、まず、信号配線抽出部１２ａでは、垂直信号配線である貫通ビア２４ａ、２４ｂ（図４に拡大して示す。）の直径ＲＤおよび座標を３次元データから抽出する（Ｓ１１２）。次いで、メッシュ生成抑制領域計算部１２ｂでは、貫通ビア２４ａ、２４ｂおよび層内信号配線２３ａ、２３ｂを囲む層間絶縁層２２−２の厚さＴＫおよび比誘電率εを抽出する（Ｓ１１４）。
【００３９】
次いで、貫通ビア２４ａ、２４ｂの直径ＲＤおよび座標、層間絶縁層２２−２の厚さＴＫおよび比誘電率εから、信号配線の伝送特性に影響の少ないあるいは影響しない領域ＡＲ３（「第３領域」と称する。）を計算により求める（Ｓ１１６）。第３領域ＡＲ３は、図４に示すように、貫通ビア２４ａ、２４ｂの側面から所定の距離Ｒ３以上離れた領域（基板２６から層間絶縁層２２−１までの積層体総てを含む領域）である。所定の距離Ｒ３は実験等により経験的に得られるものであるが、例えば、貫通ビア２４ａ、２４ｂの直径ＲＤの１／２および層間絶縁層２２−２の厚さＴＫのうちいずれか大きい方と、層間絶縁層２２−２の比誘電率εとの積とする。一例として、貫通ビア２４ａ、２４ｂの直径ＲＤ＝０．６ｍｍ、層間絶縁層２２−２の厚さＴＫ＝０．２ｍｍ、層間絶縁層２２−２の比誘電率ε＝４．４とすると、距離Ｒ３＝１．３２ｍｍとなる。なお、所定の距離Ｒ３についても上述したように、信号周波数や層間絶縁層２２−２の誘電損失をさらに含めて規定されてもよい。
【００４０】
図５に戻り、次いでＳ１０６で算出した第１領域とＳ１０８で抽出した第２領域を加えた領域（第１領域∪第２領域）と、Ｓ１１０で「有」と判断された場合に図６のＳ１１６で算出された第３領域とが重なる領域（（第１領域∪第２領域）∩第３領域）を抽出し、これを最終的なメッシュ生成抑制領域に指定する（Ｓ１１８）。最終的なメッシュ生成抑制領域は、具体的には、図３に示す第１領域ＡＲ１および第２領域ＡＲ２のうち、図４に示す第３領域に属する領域である。一方、Ｓ１１０で「無」と判断された場合は、第３領域が電気回路装置２０全体である場合に相当し、最終的なメッシュ生成抑制領域は、Ｓ１０６で算出した第１領域とＳ１０８で抽出した第２領域を加えた領域（第１領域∪第２領域）となる。
【００４１】
そして、このメッシュ生成抑制領域をメッシュ生成が抑制される材料等に置換して３次元データを置換する（Ｓ１２０）。これにより３次元データは置換されたモデルを形成する。この置換により、メッシュ生成手段１３ではメッシュの生成が抑制され計算時間を短縮することができる。ここで、メッシュ生成が抑制される材料としては、完全導体材料や比誘電率が略１に等しい空気層や真空層（以下、「空気層」という。）が挙げられる。メッシュ生成抑制領域を完全導体材料に置換することによりメッシュが粗く形成され、また、空気層に置換することによりメッシュが生成されない。メッシュ生成抑制領域を完全導体材料および空気層のうちいずれを選択するか適宜選択する。
【００４２】
次いで、メッシュ生成手段１３では、上述したモデル置換手段１２により置換されたモデルの３次元データに基づいて所定のアルゴリズムによりメッシュを生成する。所定のアルゴリズムは公知のアルゴリズムを使用することができ、特に限定されないが、一例として以下に説明する。
【００４３】
例えば、電気回路装置２０の各部分、すなわち層内信号配線２３ａ、２３ｂ、Ｖ／Ｇ層２１−１〜２１−３および層間絶縁層２２−１〜２２−４を所定の縦横比を持つように一律に矩形に分割する。メッシュ生成抑制領域を空気層に置換した場合は、空気層の部分にはメッシュが生成されないので、メッシュ数を大幅に削減できる。また、メッシュ生成抑制領域を完全導体材料に置換した場合は、本願発明者の検討によれば、メッシュ生成抑制領域としない場合のメッシュ数に対して１０％〜７０％程度のメッシュ数を削減することができる。
【００４４】
また、層内信号配線２３ａ、２３ｂを信号波長の１／１０以下になるように分割し、電気回路装置２０のＶ／Ｇ層２１−１〜２１−３および層間絶縁層２２−１〜２２−４を層内信号配線からの距離に応じてメッシュ幅を等比的に、距離が大きくなるに従ってメッシュ幅が大きくなるように分割してもよい。層内信号配線２３ａ、２３ｂから離れるにしたがって、流れる電流、電界、および磁界が小さくなるからである。但し、貫通ビア２４ａ、２４ｂ付近では、貫通ビアからの距離にしたがって放射状にメッシュ幅が大きくなるように分割する。このように分割することにより、一律にメッシュの大きさを規定した場合と比較してメッシュ数を低減できる。このように分割した場合でも空気層の部分ではメッシュが生成されず、完全導体材料の部分では信号配線層と異なり粗いメッシュが生成されるので、メッシュ数を低減することができる。
【００４５】
次いで、電磁界解析手段１４では、メッシュ生成手段１３において生成したメッシュの座標とその座標における電気特性を３次元データから抽出し、上述した電磁界解析手法により層内信号配線の伝送特性、Ｓ（散乱）パラメータ情報（周波数依存性を含む。）等を算出する。さらに層内信号配線の電流分布や、特性インピーダンス等を算出することができる。
【００４６】
出力手段では、Ｓパラメータ情報等を記憶手段、例えばハードディスク装置や光ディスク装置などの記憶装置に出力し、あるいは、プリンタ等の印刷手段により信号波形や層内信号配線における電流分布等の図面を出力する。
【００４７】
以上説明した回路解析装置１０は、例えば、その機能がコンピュータにより実現される。すなわち、上述した解析方法のプログラムがコンピュータにより実行されることにより、層内信号配線の伝送特性等を得ることができる。
【００４８】
本実施の形態によれば、伝送特性に影響の少ない領域についてメッシュの生成が抑制される材料等に置換しモデルを生成するので、メッシュ数を低減することができ、解析時間を短縮することができる。本願発明者の検討によれば、本実施の形態の解析方法では、メッシュ数と解析時間が略比例し、メッシュ数を半数にすることにより解析時間が半減することが確認されている。
【００４９】
また、本実施の形態によれば、メッシュ生成抑制領域をコンピュータを用いた自動計算により算出し電気回路装置の３次元データを置換するので、従来の電気回路装置を細分化して電磁界解析を行う場合と比較して、電磁界解析後の電気特性パラメータの合成等の手間を省略することができる。
【００５０】
次に本実施の形態の変形例に係る回路解析装置について説明する。本変形例に係る回路解析装置は、図１に示す置換部１２ｃとメッシュ生成手段１３の機能が一部異なる以外は上述した実施の形態と同様に構成される。
【００５１】
図７は、実施の形態の変形例に係る回路解析装置の機能構成を示す図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００５２】
図７を参照するに、変形例に係る回路解析装置４０は、解析対象となる電気回路装置の３次元データを入力する入力手段１１と、３次元データに基づいて信号配線の伝送特性に影響の少ない領域を指定するモデル置換手段４２と、伝送特性に影響の少ない領域が指定された３次元データに基づいて電気回路装置をメッシュに分割するメッシュ生成手段４３と、電気回路装置の信号配線の伝送特性を解析する電磁界解析手段１４と、解析結果を出力する出力手段１５から構成される。
【００５３】
回路解析装置４０は、モデル置換手段４２を構成するメッシュ生成抑制領域指定部４２ｃでは、上述した図５の処理フローにおいて、Ｓ１１８の最終的なメッシュ生成抑制領域（（第１領域∪第２領域）∩第３領域）を指定し、メッシュ生成抑制領域データを３次元データに保存する。Ｓ１２０において行うメッシュ生成が抑制される材料等への置換処理を行わない。
【００５４】
メッシュ生成手段４３では、上述したメッシュ生成手段１３の動作において、メッシュ生成抑制領域データに基づいてメッシュ生成を抑制する処理を実行する。この処理はメッシュ生成抑制領域ではメッシュ数を低減してもよく、生成しないようにしてもよい。
【００５５】
本変形例によれば、上述した実施の形態と同様にメッシュ数を低減することができ、解析時間を短縮することができる。
【００５６】
以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００５７】
例えば、上述した回路解析装置は、解析対象として電気回路基板を例に説明したが、電子回路基板やＩＣチップ等の半導体装置の信号配線の解析にも適用できることはいうまでもない。
【００５８】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）  信号配線と、信号配線を囲む絶縁層とからなる回路装置の構造情報を有する３次元データに基づいて、該回路装置をメッシュに分割し電磁界解析法を用いて該信号配線の伝送特性を解析する回路解析方法であって、
前記３次元データから前記信号配線の信号配線データを抽出するステップと、
前記信号配線データおよび３次元データに基づいてメッシュ生成が抑制されるメッシュ生成抑制領域を指定するステップと、
前記メッシュ生成抑制領域をメッシュ生成が抑制される処理を行うステップとを有し、
前記メッシュ生成抑制領域は、前記信号配線および絶縁層の寸法と該絶縁層の電気特性に基づいて指定されることを特徴とする回路解析方法。
（付記２）  前記メッシュ生成が抑制される処理は、前記メッシュ生成抑制領域をメッシュ生成が抑制される材料に置換する処理であることを特徴とする付記１記載の回路解析方法。
（付記３）  前記材料は完全導体材料および比誘電率が略１の材料のうちいずれかであることを特徴とする付記２記載の回路解析方法。
（付記４）  前記メッシュ生成が抑制される処理は、メッシュ生成処理においてメッシュ生成抑制領域のメッシュ生成を抑制することを特徴とする付記１記載の回路解析方法。
（付記５）  前記回路装置は、交互積層された電源／グランド層および層間絶縁層と、層間絶縁層中に形成された層内信号配線とからなり、
前記メッシュ生成抑制領域は、前記層内信号配線を囲む第１層間絶縁層と該第１層間絶縁層を挟む上部電源／グランド層および下部電源／グランド層に設けられ、
前記層内信号配線の位置を基準として、層内方向でかつ層内信号配線と垂直方向に第１の距離以上離れた領域であることを特徴とする付記１〜４のうち、いずれか一項記載の回路解析方法。
（付記６）  前記第１の距離は、前記層内信号配線の幅と、第１層間絶縁層の厚さおよび比誘電率に基づいて規定されることを特徴とする付記５記載の回路解析方法。
（付記７）  前記メッシュ生成抑制領域は、前記上部電源／グランド層の上側および前記下部電源／グランド層の下側の領域を含むことを特徴とする付記５または６記載の回路解析方法。
（付記８）  前記回路装置は、層内信号配線に電気的に接続された垂直信号配線を有し、
前記メッシュ生成抑制領域は、垂直信号配線の位置を基準として層内方向に第２の距離以上離れた領域に指定することを特徴とする付記５〜７のうち、いずれか一項記載の回路解析方法。
（付記９）  前記第２の距離は、前記垂直信号配線の半径と、第１層間絶縁層の厚さおよび比誘電率に基づいて規定されることを特徴とする付記８記載の回路解析方法。
（付記１０）  コンピュータに、付記１〜９のうち、いずれか一項記載の回路解析方法を実行させるためのプログラム。
（付記１１）  信号配線と、信号配線を囲む絶縁層とからなる回路装置の構造情報を有する３次元データに基づいて、該回路装置をメッシュに分割し電磁界解析法を用いて該信号配線の伝送特性を解析する回路解析装置であって、
前記３次元データにメッシュ生成が抑制される領域データを指定するモデル置換手段と、
前記メッシュ生成が抑制される領域データに基づいてメッシュ生成を抑制するメッシュ生成手段とを含み、
前記メッシュ生成が抑制される領域データは、前記信号配線および絶縁層の寸法と該絶縁層の電気特性に基づいて算出されることを特徴とする回路解析装置。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係る回路解析装置の機能構成を示す図である。
【図２】（Ａ）は解析対象となる電気回路装置の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部拡大斜視図である。
【図３】図２（Ｂ）に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２（Ｂ）に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】モデル置換手段の実行する処理フロー図（その１）である。
【図６】モデル置換手段の実行する処理フロー図（その２）である。
【図７】実施の形態の変形例に係る回路解析装置の機能構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０、４０          回路解析装置
１１                入力手段
１２、４２          モデル置換手段
１２ａ              信号配線抽出部
１２ｂ              メッシュ生成抑制領域計算部
１２ｃ              置換部
１３、４３          メッシュ生成手段
１４                電磁界解析手段
１５                出力手段
２０                電気回路装置
２１−１〜２１−３  Ｖ／Ｇ層（電源層およびグランド層）
２２−１〜２２−４  層間絶縁層
２３ａ、２３ｂ      層内信号配線
２４ａ、２４ｂ      貫通ビア
４２ｃ              メッシュ生成抑制領域指定部
【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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