(57)【要約】【課題】多層基板をリフロー炉に流し部品を多層基板に半田付けするときに、多層基板の反りやひずみを抑制できるようにする。【解決手段】層構造指定手段１により、板状物品の層構造に関する指定を受ける。層構造調査手段２により、層構造指定手段１が受けて指定された層構造を有する板状物品の板厚方向の断面上で、この板厚の中間を示す中心線を軸にして層構造が対称であるか否かを調査する。【選択図】      図１
2005339122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層構造を有する板状物品の設計を行うＣＡＤシステムにおいて、
前記層構造の指定を受ける層構造指定手段と、
前記層構造指定手段が受けて指定された前記層構造を有する前記板状物品の板厚方向の断面上で、前記板厚の中間を示す中心線を軸にして前記層構造が対称であるか否かを調査する層構造調査手段と、
を備えたことを特徴とするＣＡＤシステム。
【請求項２】
前記層構造指定手段は、前記層構造調査手段が調査した結果が前記層構造が前記中心線に対して対称でないことを示す場合に、前記層構造の指定を再度受けるようにし、
前記層構造調査手段は、前記再度指定された前記層構造を有する前記板状物品に関して、この層構造が前記中心線に対して対称であるか否かを再度調査するようにしたことを特徴とする請求項１記載のＣＡＤシステム。
【請求項３】
多層基板の設計を行うＣＡＤシステムにおいて、
前記多層基板の層構造の指定を受ける層構造指定手段と、
前記層構造指定手段が受けて指定された前記層構造を有する前記多層基板の板厚方向の断面上で、前記板厚の中間を示す中心線を軸にして前記層構造が対称であるか否かを調査し、調査結果を出力する層構造調査手段と、
前記層構造調査手段が出力した前記調査結果を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とするＣＡＤシステム。
【請求項４】
前記層構造指定手段は、前記層構造が前記中心線に対して対称でないことを示す前記表示結果を前記表示手段が表示した場合に、前記層構造の指定を再度受けるようにし、
前記層構造調査手段は、前記再度指定された前記層構造を有する前記多層基板に関して、この層構造が前記中心線に対して対称であるか否かを再度調査し、調査結果を出力するようにしたことを特徴とする請求項３記載のＣＡＤシステム。
【請求項５】
前記層構造指定手段が受ける前記多層基板の前記層構造は、層数、各層の仕様、積層する順番を含むことを特徴とする請求項３又は４記載のＣＡＤシステム。
【請求項６】
前記各層の仕様は、厚さ、材料を含むことを特徴とする請求項５記載のＣＡＤシステム。
【請求項７】
ＣＡＤシステムにおける多層基板の設計方法であって、
前記多層基板の層構造の指定を受ける第１のステップと、
前記第１のステップで指定された前記層構造を有する前記多層基板の板厚方向の断面上で、前記板厚の中間を示す中心線を軸にして前記層構造が対称であるか否かを調査する第２のステップと、
前記第２のステップの調査結果を表示する第３のステップと、
を含むことを特徴とする多層基板の設計方法。
【請求項８】
前記第３のステップは、前記層構造が対称でないことを示す前記表示結果を表示した場合に、前記多層基板の層構造の指定を再度受けるために前記第１のステップへ続けるようにしたことを特徴とする請求項７記載の多層基板の設計方法。
【請求項９】
前記多層基板の前記層構造は、層数、各層の仕様、積層する順番を含むことを特徴とする請求項７又は８記載の多層基板の設計方法。
【請求項１０】
前記各層の仕様は、厚さ、材料を含むことを特徴とする請求項９記載の多層基板の設計方法。
【請求項１１】
多層基板の層構造の指定を受ける第１のステップと、
前記第１のステップで指定された前記層構造を有する前記多層基板の板厚方向の断面上で、前記板厚の中間を示す中心線を軸にして前記層構造が対称であるか否かを調査する第２のステップと、
前記第２のステップの調査結果を表示する第３のステップと、
を含むＣＡＤシステムにおける多層基板の設計方法により設計された設計データに基づいて製造することを特徴とする多層基板。
【請求項１２】
前記第３のステップは、前記層構造が対称でないことを示す前記表示結果を表示した場合に、前記多層基板の層構造の指定を再度受けるために前記第１のステップへ続けるようにしたことを特徴とする請求項１１記載の多層基板。
【請求項１３】
板厚方向の断面上で、前記板厚の中間を示す中心線を軸にして層構造が対称であることを特徴とする多層基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＡＤシステム、多層基板の設計方法及び多層基板に関し、特に層構造を有する板状物品の設計を行うＣＡＤシステム、多層基板の設計方法及びこの設計方法により設計された設計データにより製造される多層基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板をリフロー炉に流し、部品をプリント基板に半田付けする際に、このプリント基板に反りやひずみが発生する。これは、プリント基板に配線パターンの密度の偏りがあることによる。プリント基板に配線パターンの密度の偏りがあると、密度の大きい領域に多くの部品が配置されこの部品を半田付けするときにこの領域に多くの熱が発生するからである。また、配線パターンの銅等の材料とプリント基板の基板自体の材料とに熱膨張率の差異があるためである。
【０００３】
特許文献１の公報は、配線パターンの密度の偏りを抑えたプリント基板の自動設計方式について開示している。この公報は、基板上に配置した部品のランド、領域パターン、配線ライン等の要素を有するプリント基板上に領域パターンを自動生成する方式であって、プリント基板の配線領域を複数の部分領域に分割し、各部分領域におけるパターン密度を求め、このパターン密度を比較し、パターン密度の低い部分領域内に領域パターンを生成するようにして密度の偏りを抑制している。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３６０２７４号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の公報で示す従来のプリント基板の自動設計方式は、プリント基板の配線領域を複数の部分領域に分割し、各部分領域におけるパターン密度を比較し、パターン密度の低い部分領域内に領域パターンを生成するようにしてプリント基板のパターン密度の偏りを抑制している。このため、この従来の方式により設計されたデータに基づいて製造したプリント基板をリフロー炉に流し、部品をこのプリント基板に半田付けする際には、配線パターンの密度の偏りにより発生するプリント基板の反りやひずみが抑えられる。
【０００６】
しかし、プリント基板が多層（以後、多層基板と記載する。）の場合には、従来の方式により配線パターン密度の偏りを抑制して設計したデータに基づいて製造した多層基板であっても、この多層基板に反りやひずみが発生するという問題がある。
【０００７】
これは、多層基板は、一般的に熱膨張率、冷却時の収縮率の異なる材料を張り合わせて製造されている。そして、この多層基板がリフロー炉に入れられ熱せられると、多層基板の各層の材料がそれぞれの熱膨張率に従って膨脹するからである。
【０００８】
本発明の目的はこのような従来の欠点を除去するため、多層基板をリフロー炉に流し、部品を多層基板に半田付けする場合にも、多層基板の反りやひずみを抑制できるＣＡＤシステム、多層基板の設計方法及び多層基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１のＣＡＤシステムは、層構造を有する板状物品の設計を行うＣＡＤシステムにおいて、
前記層構造の指定を受ける層構造指定手段と、
前記層構造指定手段が受けて指定された前記層構造を有する前記板状物品の板厚方向の断面上で、前記板厚の中間を示す中心線を軸にして前記層構造が対称であるか否かを調査する層構造調査手段と、
を備えて構成されている。
【００１０】
また、本発明の第１のＣＡＤシステムは、前記層構造指定手段は、前記層構造調査手段が調査した結果が前記層構造が前記中心線に対して対称でないことを示す場合に、前記層構造の指定を再度受けるようにし、
前記層構造調査手段は、前記再度指定された前記層構造を有する前記板状物品に関して、この層構造が前記中心線に対して対称であるか否かを再度調査するようにしている。
【００１１】
本発明の第２のＣＡＤシステムは、多層基板の設計を行うＣＡＤシステムにおいて、
前記多層基板の層構造の指定を受ける層構造指定手段と、
前記層構造指定手段が受けて指定された前記層構造を有する前記多層基板の板厚方向の断面上で、前記板厚の中間を示す中心線を軸にして前記層構造が対称であるか否かを調査し、調査結果を出力する層構造調査手段と、
前記層構造調査手段が出力した前記調査結果を表示する表示手段と、
を備えて構成されている。
【００１２】
また、本発明の第２のＣＡＤシステムの前記層構造指定手段は、前記層構造が前記中心線に対して対称でないことを示す前記表示結果を前記表示手段が表示した場合に、前記層構造の指定を再度受けるようにし、
前記層構造調査手段は、前記再度指定された前記層構造を有する前記多層基板に関して、この層構造が前記中心線に対して対称であるか否かを再度調査し、調査結果を出力するようにしている。
【００１３】
更に、本発明の第２のＣＡＤシステムにおいて、前記層構造指定手段が受ける前記多層基板の前記層構造は、層数、各層の仕様、積層する順番を含んでいる。
【００１４】
本発明の多層基板の設計方法は、ＣＡＤシステムにおける多層基板の設計方法であって、
前記多層基板の層構造の指定を受ける第１のステップと、
前記第１のステップで指定された前記層構造を有する前記多層基板の板厚方向の断面上で、前記板厚の中間を示す中心線を軸にして前記層構造が対称であるか否かを調査する第２のステップと、
前記第２のステップの調査結果を表示する第３のステップと、
を含んで構成されている。
【００１５】
また、本発明の多層基板の設計方法の前記第３のステップは、前記層構造が対称でないことを示す前記表示結果を表示した場合に、前記多層基板の層構造の指定を再度受けるために前記第１のステップへ続けるようにしている。
【００１６】
更に、本発明の多層基板の設計方法において、前記多層基板の前記層構造は、層数、各層の仕様、積層する順番を含んでいる。
【００１７】
本発明の多層基板は、多層基板の層構造の指定を受ける第１のステップと、
前記第１のステップで指定された前記層構造を有する前記多層基板の板厚方向の断面上で、前記板厚の中間を示す中心線を軸にして前記層構造が対称であるか否かを調査する第２のステップと、
前記第２のステップの調査結果を表示する第３のステップと、
を含むＣＡＤシステムにおける多層基板の設計方法により設計された設計データに基づいて製造するようにしている。
【００１８】
また、本発明の多層基板において、前記第３のステップは、前記層構造が対称でないことを示す前記表示結果を表示した場合に、前記多層基板の層構造の指定を再度受けるために前記第１のステップへ続けるようにしている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のＣＡＤシステムによれば、層構造指定手段により板状物品の層構造に関する指定を受ける。そして、層構造調査手段により、層構造指定手段が受けて指定された層構造を有する板状物品の板厚方向の断面上で、この板厚の中間を示す中心線を軸にして層構造が対称であるか否かを調査する。このため、板状物品の板厚方向の断面上で、この断面の中心線に対して層構造が対称であることを調べることができる。このため、中心線に対して層構造を対称にするようにこの板状物品を設計することが可能となる。そして、この設計データに基づいて層構造を有する板状物品、例えば多層基板等、を製造できるようになる。この設計データに基づいて製造した板状物品は板厚方向の断面の中心線に対して層構造が対称である。このため、この製造した板状物品をリフロー炉に入れて熱したときに、この板状物品の各層の材料がそれぞれの熱膨張率に従って膨脹しても、この板状物品の反りやひずみが抑制できる。
【００２０】
本発明の多層基板の設計方法によれば、第１のステップにより多層基板の層構造の指定を受け、第２のステップにより、第１のステップで指定された層構造を有する多層基板の板厚方向の断面上で、この板厚の中間を示す中心線を軸にして層構造が対称であるか否かを調査し、第３のステップにより、第２のステップの調査結果を表示する。このため、多層基板の断面上で、この断面の中心線に対して層構造が対称であるか否かが表示される。このため、中心線に対して層構造を対称にするようにこの多層基板を設計することが可能となる。そして、この設計データに基づいて多層基板を製造できるようになる。この設計データに基づいて製造した多層基板は板厚方向の断面の中心線に対して層構造が対称である。このため、この多層基板をリフロー炉に入れて熱したときに、この多層基板の各層の材料がそれぞれの熱膨張率に従って膨脹しても、この多層基板の反りやひずみが抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明のＣＡＤシステムの一つの実施の形態を示すブロック図である。
【００２３】
図１に示す本実施の形態は、層構造指定手段１と、層構造調査手段２と、配線設計手段３と、配線調査手段４と、設計データ作成手段５と、記憶手段６と、表示手段７と、により構成する。
【００２４】
層構造指定手段１は、板状物品（例えば、熱膨張率や冷却後の収縮率の異なる材料を貼りあわせた物品、多層プリント基板等。以後、多層基板と記載する。）の層構造の指定を、操作者の入力操作により、受ける。層構造は、層数、各層の仕様（厚さ、材料を含む）、積層する順番を含む。多層基板は、導体層と絶縁層とを交互に積層して構成する。このとき表面と裏面の層を共に絶縁層にする。
【００２５】
層構造調査手段２は、層構造指定手段１が受けて指定された層構造を有する多層基板の板厚方向の断面上で、この板厚の中間を示す中心線を軸にして層構造が対称であるか否かを調査し、調査結果を出力する。
【００２６】
配線設計手段３は、導体層での配線の這わせ方、導体層での配線の分布、導体層間の接続の仕方等の配線内容の指定を、操作者の入力操作により、受ける。
【００２７】
配線調査手段４は、配線密度の偏りを調査し、調査結果を出力する。
【００２８】
設計データ作成手段５は、層構造指定手段１で指定された層構造と、配線設計手段３で指定された配線内容等とに基づいて多層基板の設計データを作成し出力する。
【００２９】
記憶手段６は、層構造指定手段１が操作者の操作により指定された、多層基板の層構造を格納する。また、配線設計手段３が操作者の操作により指定された、導体層での配線の這わせ方、導体層での配線の分布、導体層間の接続の仕方等の配線内容を格納する。更に、設計データ作成手段５が作成した多層基板の設計データを格納する。
【００３０】
表示手段７は、層構造調査手段２が出力した調査結果、及び、配線調査手段４が出力した調査結果を表示する。また、本ＣＡＤシステムで設計した多層基板の設計データを含めてこの多層基板を設計するために必要な各種表示を行う。
【００３１】
次に、本実施の形態のＣＡＤシステムの動作を図２，図３及び図４を参照して詳細に説明する。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態の動作の一例を示すフローチャートである。
【００３３】
図３は、多層基板の板厚方向の断面の一例を示す図である。この多層基板の層構造は、導体層と絶縁層とを交互に９層積層している。この多層基板を、導体層の総数により４層基板という。
【００３４】
図１において、図２のステップ２１では、層構造指定手段１が、多層基板の層構造の指定を、操作者の入力操作により受け、記憶手段６に格納する。
【００３５】
例えば、図３に示すように、次のように層構造の指定を受ける。層数を９層。多層基板の表面側から順に、絶縁層と導体層とを交互に積層。表面の絶縁層ａと裏面の絶縁層ｅとを、厚さＴａの絶縁材料にする（この層はレジスト層である）。絶縁層ｂと絶縁層ｄを、厚さＴｂのエポキシ樹脂と同等の絶縁材料にする。絶縁層ｃを、厚さＴｃのエポキシ樹脂と同等の絶縁材料にする（この層はコア層である）。導体層ａと導体層ｄを、厚さＴｄの銅等の導体材料にする。導体層ｂと導体層ｃを、厚さＴｅの銅等の導体材料にする。
【００３６】
ステップ２２では、層構造調査手段２が、ステップ２１で指定された多層基板の層構造を記憶手段６から読み出し、この層構造で示す多層基板の板厚方向の断面（図３参照）上で中心線を軸にしてこの層構造が対称であるか否かを調査する。すなわち、絶縁層の厚みと材料は中心線を軸にして対称であるのか、導体層の厚みと材料は中心線を軸にして対称であるのかを調べる。今回、記憶手段６から読み出した多層基板の層構造のデータは、絶縁層ａと絶縁層ｅとが、厚さＴａの絶縁材料である。また、絶縁層ｂと絶縁層ｄとが、厚さＴｂのエポキシ樹脂と同等の絶縁材料である。更に、導体層ａと導体層ｄとが、厚さＴｄの銅等の導体材料である。また、導体層ｂと導体層ｃとが、厚さＴｅの銅等の導体材料である。したがって、今回、ステップ２１で指定された層構造を有する多層基板は、中心線を軸にして層構造が対称である。
【００３７】
ステップ２３では、層構造調査手段２が、ステップ２２の調査結果を表示する。すなわち、「多層基板は、中心線を軸にして層構造が対称である」旨を表示手段７に表示する。
【００３８】
ステップ２４では、表示手段７の表示内容が「多層基板は、中心線を軸にして層構造が対称でない」旨を表示したときには、操作者はこの表示を見て、中心線を軸にして層構造を対称にする変更を行うようにする。すなわち、層構造指定手段１が、操作者の入力操作により、多層基板の層構造の指定を再度受けるようにするために、ステップ２１へ続ける。
【００３９】
一方、表示手段７の表示内容が「多層基板は、中心線を軸にして層構造が対称である」旨を表示したときには、ステップ２５へ続ける。
【００４０】
ステップ２５では、配線設計手段３が、導体層での配線の這わせ方、導体層での配線の分布、導体層間の接続の仕方等の配線内容の指定を、操作者の入力操作により受け、記憶手段６に格納する。
【００４１】
ステップ２６では、配線調査手段４は、ステップ２５で指定された配線内容を記憶手段６から読み出しこの配線内容に関して配線密度の偏りを調査し、調査結果を出力する。
【００４２】
例えば、多層基板のトップビューの一例を示す図４のように、多層基板をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各領域に分け各領域毎の配線密度を求める。そして、各領域毎にこの配線密度を比較し、予め定めた差分以内のとき、配線密度の偏りがないとする。
【００４３】
ステップ２７では、配線調査手段４が、ステップ２６の調査結果を表示手段７に表示する。
【００４４】
ステップ２８では、表示手段７の表示内容が「配線密度の偏りがある」旨を表示したときには、操作者はこの表示を見て、配線密度の偏りがないようにする変更を行うようにする。すなわち、配線設計手段３が、操作者の入力操作により、配線内容の指定を再度受けるようにするために、ステップ２５へ続ける。
【００４５】
一方、表示手段７の表示内容が「配線密度の偏りがない」旨を表示したときには、ステップ２９へ続ける。
【００４６】
ステップ２９では、設計データ作成手段５が、記憶手段６に格納された多層基板の層構造と配線内容とに基づいて多層基板の設計データを作成し出力する。また、この設計データを記憶手段６に格納する。
【００４７】
設計データ作成手段５が設計データを出力した後、この設計データを使用して製造データを作成することが可能となる。そして、多層基板を製造する製造装置にこの製造データを入力して多層基板を製造することができる。このようにして製造された多層基板は、層構造が対称であり、また、配線密度の偏りがない。このため、この多層基板をリフロー炉に入れて熱しても、この多層基板の反りやひずみが抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のＣＡＤシステムの一つの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】多層基板の板厚方向の断面の一例を示す図である。
【図４】多層基板のトップビューの一例を示す図でる。
【符号の説明】
【００４９】
１    層構造指定手段
２    層構造調査手段
３    配線設計手段
４    配線調査手段
５    設計データ作成手段
６    記憶手段
７    表示手段
【図１】
2005339122.tif 000003
【図２】
2005339122.tif 000004
【図３】
2005339122.tif 000005
【図４】
2005339122.tif 000006