(57)【要約】【課題】  一般的な特にデジタル回路に対しても向くインピーダンス整合システムを提供する。【解決手段】  CADの部品を管理するデータベースと、前記データベースの情報に基づいて基板上のインピーダンス整合を行う手段とを備えたインピーダンス整合システム。  CADの部品のＰＡＤ情報を管理する第1のデータベースと、CADの部品のインピーダンス整合用レイアウト情報を管理する第２のデータベースと、前記第1及び第2のデータベースの情報に基づいて基板上のインピーダンス整合を行う手段とを備えたインピーダンス整合システム。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
CADの部品を管理するデータベースと、
前記データベースの情報に基づいて基板上のインピーダンス整合を行う手段とを
備えたインピーダンス整合システム。
【請求項２】
CADの部品を管理するデータベースと、
前記データベースに埋め込まれたレイアウト情報に基づいて基板上のインピーダンス整合を行う手段とを
備えたインピーダンス整合システム。
【請求項３】
CADの部品を管理するデータベースと、
前記データベースに埋め込まれた計算式情報に基づいて基板上のインピーダンス整合を行う手段とを
備えたインピーダンス整合システム。
【請求項４】
CADの部品を管理するデータベースと、
前記データベースに埋め込まれたシミュレーション用データ情報に基づいて基板上のインピーダンス整合を行う手段とを
備えたインピーダンス整合システム。
【請求項５】
CADの部品を管理するデータベースと、
前記データベースに埋め込まれた情報に基づいてレイアウトの編集または提案を行う手段とを
備えた請求項２または請求項３または請求項４に記載のインピーダンス整合システム。
【請求項６】
CADの部品のＰＡＤ情報を管理する第1のデータベースと、
CADの部品のインピーダンス整合用レイアウト情報を管理する第２のデータベースと、
前記第1及び第2のデータベースの情報に基づいて基板上のインピーダンス整合を行う手段とを
備えたインピーダンス整合システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インピーダンス整合システムに係り、特にコネクタ等の部品を実装する基板おけるインピーダンス整合システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の設計においては一般にＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）が用いられている。ＣＡＤを用いて高速信号を配線する場合においては、基板上のインピーダンス整合をとることが重要な課題としてある。
【０００３】
この基板上のインピーダンス整合をとることに関して、例えば特開平９−４４５４９号公報（特許文献１）によるものは、回路の採るべき特性、特にＳパラメータを用いるものであった。
【０００４】
しかし、特に一部のアナログ回路に対しては有効性がある可能性がありうるが、一般的な特にデジタル回路に対しては不向きという問題があった。
【特許文献１】特開平９−４４５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、一般的な特にデジタル回路に対しても向くインピーダンス整合システム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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のインピーダンス整合システムは、CADの部品を管理するデータベースと、前記データベースの情報に基づいて基板上のインピーダンス整合を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、一般的な特にデジタル回路に対しても向くインピーダンス整合システムが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
本発明によるインピーダンス整合システムの実施例１を図１乃至図８を参照して説明する。
図１は本発明によるインピーダンス整合システムの実施例１における対象である標準的なPWB基板の断面図である。表層、内層に導体があり絶縁体でそれら各層の導体を分離する構造となっている。図１では表層２層と内層２層の計４層の導体があり、３層の夫々厚さＴ１，Ｔ２，Ｔ３の絶縁体により導体の分離がなされている。このPWB基板の断面図の厚さＴ１，Ｔ２，Ｔ３は、採用するPWB基板により変化し、常に一定とは限らない。
【００１０】
図２は、CADセル配置と配線の例である。一般に細い配線２１がありより幅広のパッド（部品の半田付け領域）２２があり、その境界２３がインピーダンス不整合の発生箇所となる。図２ではパッド２２は対応部品としてコネクタのパッドを表している。
【００１１】
図３はインピーダンス整合/調節の為の指示例である。線αの位置は表層にある単線の配線の終端位置である。線αの位置から線βの位置までこの単線は幅が単調増加していて、また内層のＧＮＤから表層に導かれた箇所からＧＮＤ導体の幅も単調増加している。線βから線γはパッドへの接続の導入に相当する部分である。
【００１２】
図４はシステムブロック図の例である。部品データベース４１は部品のデータ情報の保持手段でありCADの部品を管理するためのものであり、この部品のデータ情報はＰＡＤ情報４２とインピーダンス整合用レイアウト情報４３の２つに大別される情報取出し手段に渡される構成をとっている。後者の例は、インピーダンス整合の方法を記述したレイアウトデータでありこのデータを保管しておくことにより、実際のレイアウトに自動反映することを可能にしておく。可能であれば層構成毎に複数のデータを値として保管しておく。例えば、目的とするインピーダンス値、ＧＮＤとの距離、部品毎に設けられたα、β、γにおける導体断面寸法といったものである。
【００１３】
基板層構成情報４４には図１の例で述べれば４層の導体に間に３層の厚さＴ１，Ｔ２，Ｔ３の絶縁体が挟まる構造であるといった内容のものがある。  ＣＡＤセル配置４５はＰＡＤ情報４２にある図２のパッド２２のような大きさのものを基板上にどのように配置するかの配置手段である。
【００１４】
インピーダンス整合レイアウト算出/判断４６はインピーダンス整合レイアウト算出/判断を行う手段であり、レイアウト仮表示４７はインピーダンス整合レイアウト算出/判断４６の結果を表示する手段である。ユーザによるレイアウト変更承認４８はこのレイアウト仮表示４７の結果をユーザが見て外部から変更、承認の入力を行う手段であり、レイアウトデータ変更４９はこの入力に基づいてレイアウトデータ変更を行う手段である。
【００１５】
図５はシステムの基本フロー例である。図４の構成に基づいて、部品データベースの情報を展開して次にＣＡＤセル配置を行う。基板上のインピーダンス整合を行わなければならない部品に関して予めシミュレーションを行っておき、インピーダンス整合に必要な情報を求めておく。インピーダンス整合に必要な情報は部品データベースとの関連付けを行い、レイアウトをする段階で自由に取り出せるようにしておく。
【００１６】
図６はインピーダンス整合/調節の説明図である。基板表層の導体を裁断面方向から見た模式図である。図６（１）のαは図３のα線におけるもの、図６（２）のβは図３のβ線におけるものである。図６（１）に比べ図６（２）は導体が幅広く間隔も広く配置されているが、インピーダンス整合をとるためには例えば５０Ωといった一定の値にインピーダンスを保つようにするのが目的とするものである。
【００１７】
図７はレイアウト表示と変更の例である。図４の４７〜４９に相当する。レイアウト表示画面７０上に、レイアウト（仮）表示７１とレイアウト変更/承認プロンプト７２が表示される。ユーザが変更/承認を入力できるようにＮＯ／ＹＥＳのボタンを設けていてマウス等の指示装置やキーボードの矢印キーで切替えて指示入力できるようになっている。
【００１８】
図８はレイアウト表示と変更のフロー例である。図７では図示せぬマイコン等の制御手段によって動作が実現される。図７のレイアウト表示画面７０上で表示処理としてレイアウト表示７１が行われる。データベースに埋め込まれたシミュレーション用データ情報によりシミュレーションが行われた結果である。
【００１９】
ユーザがやり直しと判断しＮＯが入力されると表示用データの入れ替えが行われ、再度表示処理がなされる。例えばユーザはある部品のパッドの接続に関し前述のαとβの距離が大きすぎてレイアウト配置が不満でやり直しと判断しＮＯを入力すると、詳細表示、入力、フローは省略するが対応した表示用データの入れ替えをするようにしておけばよい。レイアウトの編集、提案を行う手段である。
【実施例２】
【００２０】
本発明によるインピーダンス整合システムの実施例２を図１乃至図９を参照して説明する。実施例１と同様な部分については説明を省略する。
図１から図８に関する内容は実施例１と同様である。図９について説明すると、表層の導体９１がビア９２を介し導体９１の下の絶縁体、更にその下のＧＮＤ層を突き抜けてその下の絶縁体層へと導かれている例である。実施例１は複数の導体層について明示的には述べてなかったが、ビア９２を介し複数の導体層における処理を行うシステムとすることができる。インピーダンス整合の方法を記述したレイアウトデータであり、このデータを保管しておくことにより、実際のレイアウトに自動反映することを可能にしておく。可能であれば層構成毎に複数のデータを値として保管しておく。
【００２１】
言い換えるとレイアウトの変更には配線面形状の変更、GND面形状の変更以外にも、ビアの位置変更、ビアの形状変更も含まれる。ビアを用いた貫通コネクタを用いたり、配線上にビアをレイアウトする場合には、インピーダンス整合を行う為に意図的にGNDビアを配置することがある。
【実施例３】
【００２２】
本発明によるインピーダンス整合システムの実施例３を図１乃至図５、図７、図８、図１０を参照して説明する。実施例１と同様な部分については説明を省略する。
図１０以外に関する内容は実施例１と同様である。図１０については実施例１の図６に替わるものである。図６を基本として基板の必要部分において塗装１０１、塗装１０２が施されている。
【００２３】
実施例１では対象をレイアウトデータとしているが、レイアウト以外の指示でもインピーダンス整合を保つ為であれば部品構成表と関連付ける大事な情報となる。ここでは、表層で配線幅を細くせざるを得ず、設計値で高く上がったインピーダンスを、シルク面の塗装による塗りつぶしで、インピーダンスを低減する場合等が挙げられる。電気的な伝送特性を表すパラメータとして、特性インピーダンスというパラメータが存在するが、その値は、GNDと配線（伝送線路）の結合度の逆数によって表すことが出来る。一般的に特性の良い伝送線路は、特性インピーダンスの値が常に一定の所定の値を取っている。般的に上記のGNDと配線の結合度は、GNDと伝送線路の並行している面積と相層間距離(T1〜T3)により調節することが出来る。従来の設計プロセスでは部品構成表の中にはパッドの情報しか含まれておらず、ここからの情報だけでは図２から推察されるように大きくインピーダンス不整合を起こす。この図２の状態からインピーダンス不整合を防ぐ為に、レイアウト指示書を別途シミュレーションを用いて求めている。ただし、設計者の判断に委ねられている部分が多く、設計者により基準が異なる。また、採用する基板の層厚による部分も多いので指示書を流用し難い。設計者に検証も含めてこの作業を任せるのは多大な負担となる。
【００２４】
特性インピーダンスは概略としてインダクタンスをキャパシタンスで割った結果の平方根に対応するものであるが、塗装部分の寸法、形状の他に誘電率により効果が異なる。更に同じ成分の組合せによる塗装においても成分の組成比を変えることにより誘電率を変えることも容易な材料もある。計算式は層構成の変更等に柔軟に対応出来るよう、レイアウトデータの各形状設計値を計算式として保管しておく。これらの情報はいわばデータベースに埋め込まれた計算式情報として構成されている。
【００２５】
本発明の効果として、インピーダンス整合に関する情報を、部品データベースに関連付けることで、実設計プロセスでの工数削減、人為的なミスによるインピーダンス整合忘れ、ばらつきを抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明によるインピーダンス整合システムの実施例１のPWB基板の断面図。
【図２】実施例１のCADセル配置と配線の例。
【図３】実施例１のインピーダンス整合/調節の為の指示例。
【図４】実施例１のシステムブロック図。
【図５】実施例１のシステムの基本フロー例。
【図６】実施例１のインピーダンス整合/調節の説明図。
【図７】実施例１のレイアウト表示と変更の例。
【図８】実施例１のレイアウト表示と変更のフロー例。
【図９】実施例２のビアの説明図。動作フローチャート。
【図１０】実施例３のインピーダンス整合/調節の説明図。
【符号の説明】
【００２７】
２１  配線
２２  パッド
２３  インピーダンス不整合発生箇所
４１  部品データベース
４２  ＰＡＤ情報
４３  インピーダンス整合用レイアウト情報
４４  基板層構成情報
４５  ＣＡＤセル配置
４６  インピーダンス整合レイアウト算出/判断
４７  レイアウト仮表示
４８  ユーザによるレイアウト変更情報
４９  レイアウトデータ変更
７０  レイアウト表示画面
７１  レイアウト表示
７２  レイアウト変更/承認プロンプト
９１  表層の導体
９２  ビア
１０１  塗装
１０２  塗装
【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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