(57)【要約】【課題】回路基板における特性インピーダンスを向上させる。【解決手段】導体層と絶縁体層とが交互に積層される多層基板による回路基板であって、表層と多層基板の他の導体層とを接続するためのビアホールと、プラス側信号およびマイナス側信号による差動信号が伝送される、表層に形成される表層配線を介してビアホールに接続されるパッドとを備える。ビアホールとパッドとの距離が、ビアホールとパッドとの間のインピーダンス値に定められた閾値から決定される。【選択図】図８
2017191852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体層と絶縁体層とが交互に積層される多層基板による回路基板であって、
前記表層と前記多層基板の他の導体層とを接続するためのビアホールと、
プラス側信号およびマイナス側信号による差動信号が伝送される、前記表層に形成される表層配線を介して前記ビアホールに接続されるパッドと
を備え、
前記ビアホールと前記パッドとの距離が、該ビアホールと該パッドとの間のインピーダンス値に定められた閾値から決定される
回路基板。
【請求項２】
前記パッドは、前記プラス側信号が伝送される前記表層配線が接続される第１のパッドと、前記マイナス側信号が伝送される前記表層配線が接続される第２のパッドとを含み、
前記第１のパッドと前記第２のパッドとの距離が、該第１のパッドと該第２のパッドとの間のインピーダンス値に定められた閾値から決定される
請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記ビアホールは、前記プラス側信号が伝送される前記表層配線が接続される第１のビアホールと、前記マイナス側信号が伝送される前記表層配線が接続される第２のビアホールとを含み、
前記第１のビアホールと前記第２のビアホールとの距離が、該第１のビアホールと該第２のビアホールとの間のインピーダンス値に定められた閾値から決定される
請求項１または請求項２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記多層基板は、前記導体層と前記ビアホールとの間にクリアランス領域が設けられる内層を含み、
前記クリアランス領域は、前記導体層と前記ビアホールとの間のインピーダンス値に定められた閾値から決定される
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項５】
前記パッドは、コンデンサが接続されるコンデンサパッドである
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の回路基板。
【請求項６】
導体層と絶縁体層とが交互に積層される多層基板による回路基板を設計する設計装置であって、
前記回路基板における、前記表層と前記多層基板の他の導体層とを接続するためのビアホールと、プラス側信号およびマイナス側信号による差動信号が伝送される、前記表層に形成される表層配線を介して該ビアホールに接続されるパッドとを含む配線パターンを設計する設計部と、
前記ビアホールと前記パッドとの間のインピーダンスを計算する計算部と、
前記インピーダンスがインピーダンス設計値内の値であるか否かを判定する判定部と
を備え、
前記設計部は、
前記判定部により前記インピーダンスが前記インピーダンス設計値内の値ではないと判定された場合に、前記ビアホールと前記パッドとの間の距離の変更を受け付ける
設計装置。
【請求項７】
導体層と絶縁体層とが交互に積層される多層基板による回路基板を設計する設計装置における設計方法であって、
前記回路基板における、前記表層と前記多層基板の他の導体層とを接続するためのビアホールと、プラス側信号およびマイナス側信号による差動信号が伝送される、前記表層に形成される表層配線を介して該ビアホールに接続されるパッドとを含む配線パターンを設計する設計ステップと、
前記ビアホールと前記パッドとの間のインピーダンスを計算する計算ステップと、
前記インピーダンスがインピーダンス設計値内の値であるか否かを判定する判定ステップと
を有し、
前記設計ステップは、
前記判定ステップにより前記インピーダンスが前記インピーダンス設計値内の値ではないと判定された場合に、前記ビアホールと前記パッドとの間の距離の変更を受け付ける
設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板、設計装置および設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多層基板を用いた回路基板では、ビアホール（スルーホール）を用いて内層配線を表層面の外層配線に引き出し、表層面に配置される電子部品に配線を接続する。特許文献１には、高周波信号が伝送される信号用スルーホール導体と、高周波信号をシールドするためのシールド用スルーホール導体との軸間距離を調整して、伝送経路構造の特性インピーダンスを所定範囲に収めるようにした配線基板が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
多層基板などでは、ビアホールを用いて内層配線から引き出された配線を、パッドと呼ばれる配線パターンに接続し、このパッドに電子部品の配置、接続を行うことが、一般的に行われている。しかしながら、従来のインピーダンス調整技術では、パッドについて考慮されていなかった。そのため、パッドと、パッドに接続させるための配線を引き出すビアホールとの間で結合容量が増加して、特性インピーダンスの低下を引き起こし、波形品質が低下してしまうおそれがあるという問題点があった。
【０００４】
上述した特許文献１においても、スルーホール間の距離の調整については記載されているが、スルーホールから引き出された配線が接続されるパッドについては記載されていない。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、回路基板における特性インピーダンスを向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、導体層と絶縁体層とが交互に積層される多層基板による回路基板であって、表層と多層基板の他の導体層とを接続するためのビアホールと、プラス側信号およびマイナス側信号による差動信号が伝送される、表層に形成される表層配線を介してビアホールに接続されるパッドとを備え、ビアホールとパッドとの距離が、ビアホールとパッドとの間のインピーダンス値に定められた閾値から決定される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回路基板における特性インピーダンスを向上させることが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に適用可能な回路基板の構成例を概略的に説明するための図である。
【図２】図２は、実施形態に適用可能な多層基板について概略的に説明するための図である。
【図３】図３は、実施形態に係る配線の第１の調整方法を説明するための図である。
【図４】図４は、実施形態に係る配線の第２の調整方法を説明するための図である。
【図５】図５は、実施形態に係る配線の第３の調整方法を説明するための図である。
【図６】図６は、実施形態に適用可能な設計装置の一例のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、実施形態に適用可能な設計装置の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。
【図８】図８は、実施形態に係る第１の調整方法を示す一例のフローチャートである。
【図９】図９は、実施形態に係る第２の調整方法を示す一例のフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態に係る第３の調整方法を示す一例のフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施形態の他の例に係る配線の調整方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、回路基板、設計装置および設計方法の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
（実施形態に適用可能な構成）
先ず、図１を用いて、実施形態に適用可能な回路基板の構成例について、概略的に説明する。図１において、回路基板１０および２０は、それぞれ多層基板を用いて構成される。回路基板１０は、ＡＳＩＣ(Application  Specific  Integrated  Circuit)１１と、ＡＳＩＣ１１に内層配線１０５ａおよび１０５ｂなどを介して接続されるコネクタ１２とが搭載される。同様に、回路基板２０は、ＡＳＩＣ２１と、ＡＳＩＣ２１に内層配線２０５ａおよび２０５ｂなどを介して接続されるコネクタ２２とが搭載される。回路基板１０および２０上に、さらに他の電子部品を搭載してもよい。
【００１１】
回路基板１０と、回路基板２０とは、コネクタ１２および２２により、互いに通信可能に接続される。図１の例では、ＡＳＩＣ１１が、例えばハードウェアを制御する制御信号を生成するドライバであり、ＡＳＩＣ２１がドライバから出力された信号を受信するためのレシーバとされている。
【００１２】
以下では、ドライバとレシーバとの間のデータ伝送が高速差動信号を用いた差動伝送により行われるものとする。差動伝送は、互いに逆相のプラス側信号およびマイナス側信号を２本の信号線にそれぞれ流し、信号線間の電位差によりデータの伝送を行う。差動伝送により、例えば数１００Ｍｂｐｓ(Mega  bit  per  second)乃至数Ｇ(Giga)ｂｐｓの伝送速度で信号を伝送する。
【００１３】
ここで、図２を用いて、実施形態に適用可能な多層基板について概略的に説明する。図２において、多層基板３０は、導体による導体層３１と、絶縁体による絶縁体層３２とからなる層が、複数積層された構造となっている。なお、以下では、適宜、最上面および最下面の導体層３１を表層と呼び、表層に形成される配線を表層配線と呼ぶ。また、表層以外の導体層３１を内層と呼び、内層に形成される配線を内層配線と呼ぶ。
【００１４】
各層の導体層３１は、各層の積層方向に所定層を貫通するビアホール３３1、３３2および３３3により電気的に接続される。ビアホール３３1、３３2および３３3は、それぞれ例えばメッキによる導通部３４により、各層の導体層３１を接続する。図２において、ビアホール３３1は、多層基板３０の全層を貫通するタイプであり、ビアホール３３2および３３3は、多層基板３０の目的の層間のみを接続するタイプを示す。
【００１５】
図１に例示される回路基板１０および２０について、より詳細に説明する。図１の例では、回路基板１０において、ＡＳＩＣ１１は、ＡＳＩＣ１１上に設けられるボールピン１００ａおよび１００ｂにより、外部と接続される。ここで、ボールピン１００ａは、差動信号のプラス側信号のための端子であり、ボールピン１００ｂは、差動信号のマイナス側信号のための端子であるものとする。
【００１６】
図１の例では、ボールピン１００ａおよび１００ｂは、それぞれ、多層基板の表層に形成される表層配線１０１ａおよび１０１ｂを介してパッド１０２ａおよび１０２ｂに接続される。パッド１０２ａおよび１０２ｂに対してそれぞれ所定の距離を開けた位置に、パッド１０３ａおよび１０３ｂが配置される。これらパッド１０２ａおよび１０２ｂ、ならびに、パッド１０３ａおよび１０３ｂは、回路基板１０の表層に部品を配置するために設けられ、一般的には、配置する部品の仕様に応じたサイズの矩形のパターンとされる。これは、後述するパッド２０２ａおよび２０２ｂ、ならびに、パッド２０３ａおよび２０３ｂについても同様である。
【００１７】
この例では、パッド１０２ａおよび１０３ａは、プラス側信号における結合用のコンデンサの両端をそれぞれ接続するために設けられるコンデンサパッドである。同様に、パッド１０２ｂおよび１０３ｂに、マイナス側信号における結合用のコンデンサの両端をそれぞれ接続するために設けられるコンデンサパッドである。
【００１８】
パッド１０３ａおよび１０３ｂは、それぞれ表層配線を介してビアホール１０４ａおよび１０４ｂに接続される。これらビアホール１０４ａおよび１０４ｂは、内層配線１０５ａおよび１０５ｂにそれぞれ接続され、内層配線１０５ａおよび１０５ｂを介してビアホール１０６ａおよび１０６ｂにそれぞれ接続される。内層配線１０５ａおよび１０５ｂは、それぞれビアホール１０６ａおよび１０６ｂにより表層に引き出され、表層配線１０７ａおよび１０７ｂを介してパッド１２０ａおよび１２０ｂに接続される。パッド１２０ａおよび１２０ｂは、コネクタ１２の端子を接続するためのコネクタパッドである。
【００１９】
回路基板２０について説明する。図１の例では、説明のため、回路基板２０が回路基板１０と同様の構成であるものとして示している。すなわち、回路基板２０において、ＡＳＩＣ２１は、ＡＳＩＣ１１と同様に、ＡＳＩＣ２１上に設けられる、差動信号のプラス側信号のための端子であるボールピン２００ａと、差動信号のマイナス側信号のための端子であるボールピン２００ｂとにより、外部と接続される。
【００２０】
ボールピン２００ａおよび２００ｂは、それぞれ、多層基板の表層に形成される表層配線２０１ａおよび２０１ｂを介してパッド２０２ａおよび２０２ｂに接続される。パッド２０２ａおよび２０２ｂに対してそれぞれ所定の距離を開けた位置に、パッド２０３ａおよび２０３ｂが配置される。上述と同様に、パッド２０２ａおよび２０３ａは、プラス側信号における結合用のコンデンサの両端をそれぞれ接続するために設けられるコンデンサパッドである。同様に、パッド２０２ｂおよび２０３ｂは、マイナス側信号における結合用のコンデンサの両端をそれぞれ接続するために設けられるコンデンサパッドである。
【００２１】
パッド２０３ａおよび２０３ｂは、それぞれ表層配線を介してビアホール２０４ａおよび２０４ｂに接続され、ビアホール２０４ａおよび２０４ｂから内層配線２０５ａおよび２０５ｂを介してビアホール２０６ａおよび２０６ｂにそれぞれ接続される。内層配線２０５ａおよび２０５ｂは、それぞれビアホール２０６ａおよび２０６ｂにより表層に引き出され、表層配線２０７ａおよび２０７ｂを介して、コネクタ２２の端子を接続するためのコネクタパッドであるパッド２２０ａおよび２２０ｂに接続される。
【００２２】
なお、図１の構成は、説明のために簡略化したものであり、実際には、表層に対してさらに多くの部品を配置し、表層および内層にさらに多くの配線を形成することができる。
【００２３】
図１に例示されるように、差動信号のプラス側信号およびマイナス側信号は、並行する配線により略同一の経路を介して伝送される。これにより、配線周囲からの影響や、配線自身の影響がプラス側信号およびマイナス側信号に略同様に作用し、プラス側信号およびマイナス側信号の逆相性が保たれる。
【００２４】
（実施形態）
次に、実施形態に係る配線の決定方法について説明する。図１に示したような構成において、例えばパッド１０３ａおよび１０３ｂと、ビアホール１０４ａおよび１０４ｂとにおいて、パッド１０３ａおよび１０３ｂの容量性と、ビアホール１０４ａおよび１０４ｂ間の結合容量とが加算されて、回路のインピーダンスが低下するおそれがある。実施形態では、回路基板１０上の各部に対して予め設定した各インピーダンス設計値に基づき、パッド１０３ａおよび１０３ｂ、ならびに、ビアホール１０４ａおよび１０４ｂの配置を調整および決定することで、このインピーダンスの低下を抑制し、回路基板１０における特性インピーダンスを向上させる。
【００２５】
なお、インピーダンス設計値は、例えば、配線パターン上に指定した２点間のインピーダンス値に対して定められた閾値と見做すことができる。例えば、当該２点間のインピーダンス値がこの閾値を超えた場合に、パッド１０３ａおよび１０３ｂ、ならびに、ビアホール１０４ａおよび１０４ｂの配置を調整する。
【００２６】
図３〜図５を用いて、実施形態に係る配線の調整方法について説明する。図３は、第１の調整方法として、パッドとビアホールとの間の距離Ｗｐｖをインピーダンス設計値に基づき調整する例を示す。なお、図３において、上述した図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。また、図３では、煩雑さを避けるため、説明に関わりの深い部分に符号を付し、他の符号を省略している。
【００２７】
第１の調整方法では、パッドと、当該パッドに接続されるビアホールとの間の距離Ｗｐｖを、当該パッドおよびビアホール間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように調整する。
【００２８】
より具体的には、回路基板１０では、コンデンサパッドに関し、プラス側信号に係るパッド１０３ａと、パッド１０３ａに表層配線により接続されるビアホール１０４ａとの間の距離Ｗｐｖ1を、パッド１０３ａおよびビアホール１０４ａ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように調整する。同様に、マイナス側信号に係るパッド１０３ｂと、パッド１０３ｂに表層配線により接続されるビアホール１０４ｂとの間の距離Ｗｐｖ2を、パッド１０３ｂおよびビアホール１０４ｂ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように調整する。
【００２９】
また、回路基板１０において、コネクタパッドに関し、プラス側信号に係るパッド１２０ａと、パッド１２０ａに表層配線により接続されるビアホール１０６ａとの間の距離Ｗｐｖ3を、パッド１２０ａおよびビアホール１０６ａ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように調整する。同様に、マイナス側信号に係るパッド１２０ｂと、パッド１２０ｂに表層配線により接続されるビアホール１０６ｂとの間の距離Ｗｐｖ4を、パッド１２０ｂおよびビアホール１０６ｂ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように調整する。
【００３０】
回路基板２０においても、上述した回路基板１０と同様の調整を行う。すなわち、コンデンサパッドに関し、プラス側信号に係るパッド２０３ａと、パッド２０３ａに表層配線により接続されるビアホール２０４ａとの間の距離Ｗｐｖ5を、パッド２０３ａおよびビアホール２０４ａ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように調整する。同様に、マイナス側信号に係るパッド２０３ｂと、パッド２０３ｂに表層配線により接続されるビアホール２０４ｂとの間の距離Ｗｐｖ6を、パッド２０３ｂおよびビアホール２０４ｂ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように調整する。
【００３１】
また、コネクタパッドに関し、プラス側信号に係るパッド２２０ａと、パッド２２０ａに表層配線により接続されるビアホール２０６ａとの間の距離Ｗｐｖ7を、パッド２２０ａおよびビアホール２０６ａ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように調整する。同様に、マイナス側信号に係るパッド２２０ｂと、パッド２２０ｂに表層配線により接続されるビアホール２０６ｂとの間の距離Ｗｐｖ8を、パッド２２０ｂおよびビアホール２０６ｂ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように調整する。
【００３２】
以上のように、第１の調整方法では、パッドと、当該パッドに表層配線により接続されるビアホールとの間の距離Ｗｐｖを、パッドおよびビアホール間のインピーダンスが、予め定めたインピーダンス設計値内の値になるように調整している。そのため、高速差動信号の伝送に係るパッドおよびビアホール間の容量結合が低減され、容量結合によるインピーダンスの低下を抑制することができる。これにより、回路基板上の特性インピーダンスを向上させることができる。
【００３３】
次に、図４を用いて、実施形態に係る、配線の第２の調整方法について説明する。なお、図４において、上述した図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。また、図４では、煩雑さを避けるため、説明に関わりの深い部分に符号を付し、他の符号を省略している。
【００３４】
第２の調整方法では、互いに隣接して配置される、プラス側信号に係るパッドと、マイナス側信号に係るパッドとの間の距離Ｗｐｐを、当該パッド間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように調整する。
【００３５】
より具体的には、回路基板１０では、コンデンサパッドに関し、例えばプラス側信号に係るパッド１０３ａと、マイナス側信号に係る、パッド１０３ａに隣接して配置されるパッド１０３ｂとの間の距離Ｗｐｐ1を、パッド１０３ａおよび１０３ｂ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値になるように調整する。同様に、回路基板２０では、コンデンサパッドに関し、例えばプラス側信号に係るパッド２０３ａと、マイナス側信号に係る、パッド２０３ａに隣接して配置されるパッド２０３ｂとの間の距離Ｗｐｐ2を、パッド２０３ａおよび２０３ｂ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値になるように調整する。
【００３６】
以上のように、第２の調整方法では、プラス側信号およびマイナス側信号の、互いに隣接して配置されるコンデンサパッド間の距離Ｗｐｐを、当該コンデンサパッド間のインピーダンスが予め定めた各インピーダンス設計値内の値になるように調整している。そのため、高速差動信号の伝送に係るコンデンサパッド間の容量結合が低減され、容量結合によるインピーダンスの低下を抑制することができる。これにより、回路基板上の特性インピーダンスを向上させることができる。
【００３７】
なお、コネクタ１２および２２は、一般的には、各端子の位置が固定的であり、各端子が接続されるコネクタパッドの位置を変更することが困難である。そのため、ここでは調整の対象とはしていない。
【００３８】
次に、図５を用いて、実施形態に係る、配線の第３の調整方法について説明する。なお、図５において、上述した図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。また、図５では、煩雑さを避けるため、説明に関わりの深い部分に符号を付し、他の符号を省略している。
【００３９】
第３の調整方法では、互いに隣接して配置される、プラス側信号に係るビアホールと、マイナス側信号に係るビアホールとの間の距離Ｗｖｖを、当該ビアホール間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように調整する。
【００４０】
より具体的には、回路基板１０では、コンデンサパッドであるパッド１０３ａおよび１０３ｂにそれぞれ接続される、プラス側信号に係るビアホール１０４ａと、マイナス側信号に係る、ビアホール１０４ａに隣接して配置されるビアホール１０４ｂとの間の距離Ｗｖｖ1を、ビアホール１０４ａおよび１０４ｂ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値になるように調整する。
【００４１】
また、回路基板１０において、コネクタパッドであるパッド１２０ａおよび１２０ｂにそれぞれ接続される、プラス側信号に係るビアホール１０６ａと、マイナス側信号に係る、ビアホール１０６ａに隣接して配置されるビアホール１０６ｂとの間の距離Ｗｖｖ2を、ビアホール１０６ａおよび１０６ｂ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値になるように調整する。
【００４２】
同様に、回路基板２０では、コンデンサパッドであるパッド２０３ａおよび２０３ｂにそれぞれ接続される、プラス側信号に係るビアホール２０４ａと、マイナス側信号に係る、ビアホール２０４ａに隣接して配置されるビアホール２０４ｂとの間の距離Ｗｖｖ3を、ビアホール２０４ａおよび２０４ｂ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値になるように調整する。
【００４３】
また、回路基板２０において、コネクタパッドであるパッド２２０ａおよび２２０ｂにそれぞれ接続される、プラス側信号に係るビアホール２０６ａと、マイナス側信号に係る、ビアホール２０６ａに隣接して配置されるビアホール２０６ｂとの間の距離Ｗｖｖ4を、ビアホール２０６ａおよび２０６ｂ間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値になるように調整する。
【００４４】
以上のように、第３の調整方法では、プラス側信号およびマイナス側信号の、互いに隣接して配置されるビアホール間の距離Ｗｖｖを、当該ビアホール間のインピーダンスが予め定めた各インピーダンス設計値内の値になるように調整している。そのため、高速差動信号の伝送に係るビアホール間の容量結合が低減され、容量結合によるインピーダンスの低下を抑制することができる。これにより、回路基板上の特性インピーダンスを向上させることができる。
【００４５】
（実施形態に係る調整方法の具体的な例）
次に、実施形態に係る調整方法の具体的な例について説明する。回路基板１０および２０の設計は、一般的には、コンピュータを利用した設計装置を用いて行われる。例えば、コンピュータに基板設計を行うソフトウェアプログラム（以下、設計プログラムと呼ぶ）をコンピュータ上で動作させ、回路基板１０および２０上に構成する回路や部品の情報を含む回路情報をコンピュータに入力する。設計プログラムは、入力された回路情報に基づき回路基板１０および２０における配線パターンを生成する。
【００４６】
図６は、実施形態に適用可能な設計装置の一例のハードウェア構成を示す。図６の例では、設計装置１０００は、例えば一般的なコンピュータを用いて構成され、ＣＰＵ(Central  Processing  Unit)１０１０と、ＲＯＭ(Read  Only  Memory)１０１１と、ＲＡＭ(Random  Access  Memory)１０１２と、グラフィクスＩ／Ｆ１０１３と、ストレージ１０１５と、データＩ／Ｆ１０１６と、通信Ｉ／Ｆ１０１９とを含み、これら各部がバス１０３０により互いに通信可能に接続される。
【００４７】
ストレージ１０１５は、ハードディスクドライブやフラッシュメモリといった不揮発性の記憶媒体であって、プログラムやデータが記憶される。ＣＰＵ１０１０は、ストレージ１０１５やＲＯＭ１０１１に記憶されるプログラムに従い、ＲＡＭ１０１２をワークメモリとして用いて、設計装置１０００の全体の動作を制御する。
【００４８】
グラフィクスＩ／Ｆ１０１３は、ディスプレイ１０１４が接続され、ＣＰＵ１０１０によりプログラムに従い生成された表示制御情報に基づき、ディスプレイ１０１４が表示可能な表示信号を生成する。データＩ／Ｆ１０１６は、設計装置１０００の外部から供給される外部データに対するインタフェースである。また、データＩ／Ｆ１０１６は、マウスといったポインティングデバイス１０１７や、キーボード１０１８を接続することができる。データＩ／Ｆ１０１６としては、例えばＵＳＢ(Universal  Serial  Bus)を適用することができる。回路情報は、例えばデータＩ／Ｆ１０１６を介して設計装置１０００に入力される。
【００４９】
通信Ｉ／Ｆ１０１９は、ネットワークと接続され、ネットワークを介した通信を行う。ネットワークは、ＬＡＮ(Local  Area  Network)であってもよいし、インターネットであってもよい。また、ネットワークは、有線通信および無線通信の何れを用いて接続されるものでもよい。
【００５０】
図７は、実施形態に適用可能な設計装置１０００の機能を説明するための一例の機能ブロック図である。図７において、設計装置１０００は、設計部１１００と、表示部１１０１と、入力受付部１１０２と、計算部１１０３と、判定部１１０４とを含む。
【００５１】
これら設計部１１００、表示部１１０１、入力受付部１１０２、計算部１１０３および判定部１１０４は、ＣＰＵ１０１０上で動作するプログラムにより構成される。これに限らず、設計部１１００、表示部１１０１、入力受付部１１０２、計算部１１０３および判定部１１０４の一部または全部を、互いに協働して動作するハードウェア回路により構成してもよい。また、設計プログラムが設計部１１００、表示部１１０１および入力受付部１１０２を含むものとし、計算部１１０３および判定部１１０４は、設計プログラムとは別のプログラムとして構成してもよい。
【００５２】
実施形態に係る設計装置１０００の各機能を実現するための設計プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ(Compact  Disk)、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＤＶＤ(Digital  Versatile  Disk)などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供される。これに限らず、設計プログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、当該ネットワークを介してダウンロードさせることにより提供してもよい。また、設計プログラムをインターネットなどのネットワークを経由して提供または配布するように構成してもよい。
【００５３】
設計プログラムは、上述した各部（設計部１１００、表示部１１０１、入力受付部１１０２、計算部１１０３および判定部１１０４）を含むモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵ１０１０がストレージ１０１５などの記憶媒体から当該設計プログラムを読み出して実行することにより、上述した各部がＲＡＭ１０１２などの主記憶装置上にロードされ、設計部１１００、表示部１１０１、入力受付部１１０２、計算部１１０３および判定部１１０４が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００５４】
設計部１１００は、回路情報が入力され、入力された回路情報に基づき配線パターンの設計を行う。表示部１１０１は、設計部１１００から供給される情報に従いディスプレイ１０１４に画像などを表示させるための表示制御信号を生成する。入力受付部１１０２は、例えばポインティングデバイス１０１７やキーボード１０１８に対する操作に応じた調整入力を受け付ける。入力受付部１１０２は、受け付けた調整入力を設計部１１００に渡す。
【００５５】
設計部１１００は、入力受付部１１０２から渡された調整入力に応じて、配線パターンを変更する。このとき、設計部１１００は、必要に応じて配線パターンの全体的な修正も行うことができる。
【００５６】
計算部１１０３は、配線パターンに対して指定された位置のインピーダンスを計算する。例えば、計算部１１０３は、計算対象の回路基板１０および２０上の特性インピーダンスを算出するための要素データが予め入力される。要素データとしては、例えば下記の各項目が一般的に知られている。
【００５７】
（１）配線パターンの断面形状。
（２）配線パターンが形成される配線パターン層に隣接する層に形成される、電源を供給するための配線パターンである電源プレーン、または、ＧＮＤ（グラウンド）に接続するための配線パターンであるＧＮＤプレーンの形状。
（３）配線パターン層と、電源プレーンが形成される電源プレーン層、または、ＧＮＤプレーンが形成されるＧＮＤプレーン層との距離。
（４）配線パターン層と、その配線パターン層に隣接する電源プレーン層またはＧＮＤプレーン層との間の絶縁体層の誘電率。
【００５８】
特性インピーダンスの測定は、測定装置を用いて、プリント配線基板における配線パターン上の２点にプローブを接触させて、当該２点間の電位差を測定することで行うのが一般的である。実施形態に係るインピーダンス設計値は、複数の層からなる多層基板上で、特定インピーダンスの測定により取得される実測値が許容範囲内にあることを確認するための定めたものである。なお、実施形態では、上述の各要素を用いた計算部１１０３による計算（シミュレーション）により、特性インピーダンスを取得している。
【００５９】
判定部１１０４は、計算部１１０３で計算されたインピーダンス（インピーダンス計算値と呼ぶ）と、予め設定されたインピーダンス設計値とを比較して、インピーダンス計算値がインピーダンス設計値内の値であるか否かを判定する。判定部１１０４は、判定結果を設計部１１００に渡す。
【００６０】
図８は、図３を用いて説明した、実施形態に係る第１の調整方法を示す一例のフローチャートである。ここでは、回路基板１０の配線パターンを設計するものとして説明を行う。また、設計装置１０００は、調整対象のパッドおよびビアホールの組を示す情報と、当該パッドおよびビアホールの組に対するインピーダンス設計値とが予め入力されているものとする。
【００６１】
ステップＳ１０で、設計部１１００は、入力された回路情報に基づき配線パターンを設計する。設計された配線パターンは、例えば表示部１１０１によりディスプレイ１０１４に表示される。
【００６２】
次のステップＳ１１で、計算部１１０３は、調整対象として指定されたパッドおよびビアホールの組について、パッドおよびビアホール間のインピーダンスを計算する。図３を参照し、計算部１１０３は、例えば、調整対象のパッド１０３ａおよびビアホール１０４ａの組について、パッド１０３ａおよびビアホール１０４ａ間のインピーダンスを計算する。調整対象のパッドおよびビアホールの組を示す情報は、例えば、設計装置１０００に対して予め設定しておく。これに限らず、調整対象のパッドおよびビアホールの組を、例えば、ユーザがディスプレイ１０１４に表示された配線パターンを参照してポインティングデバイス１０１７やキーボード１０１８を操作して指定してもよい。
【００６３】
次のステップＳ１２で、判定部１１０４は、ステップＳ１１で計算されたインピーダンス計算値と、調整対象のパッドおよびビアホールの組（例えばパッド１０３ａおよびビアホール１０４ａの組）について予め入力されたインピーダンス設計値とを比較する。判定部１１０４は、比較の結果に基づき、インピーダンス計算値がインピーダンス設計値内の値であるか否かを判定する。判定部１１０４は、インピーダンス計算値がインピーダンス設計値内の値ではないと判定した場合、例えばインピーダンス計算値がインピーダンス設計値未満であると判定した場合（ステップＳ１２、「Ｎｏ」）、処理をステップＳ１３に移行させる。
【００６４】
ステップＳ１３で、設計部１１００は、入力受付部１１０２に受け付けられた調整入力に従い、調整対象のパッドおよびビアホールの組におけるパッドおよびビアホール間の距離Ｗｐｖを変更し、距離Ｗｐｖの調整を行う。調整入力は、例えば、ディスプレイ１０１４に表示される配線パターンを参照しながら、ポインティングデバイス１０１７などを用いて調整対象のパッドおよびビアホールの組におけるパッドおよびビアホールの位置を画面上で移動させることで入力してもよいし、数値入力などにより入力してもよい。
【００６５】
例えば、設計部１１００は、入力受付部１１０２に受け付けられた調整入力に従い、調整対象のパッドおよびビアホールの組におけるパッドおよびビアホールの、少なくとも一方の位置を移動させて距離Ｗｐｖを変更する。設計部１１００は、調整対象のパッドおよびビアホールの組に対する位置の移動処理を実行した後、必要に応じて、配線パターンの全体的な修正を行う。ステップＳ１３の処理の後、処理がステップＳ１１に戻され、距離Ｗｐｖが変更された調整対象のパッドおよびビアホールの組について、計算部１１０３により、インピーダンスの計算が行われる。
【００６６】
上述したステップＳ１２で、判定部１１０４は、インピーダンス計算値がインピーダンス設計値内の値であると判定した場合、例えばインピーダンス計算値がインピーダンス設計値以上であると判定した場合（ステップＳ１２、「Ｙｅｓ」）、処理をステップＳ１４に移行させる。ステップＳ１４で、判定部１１０４は、調整対象とされた全てのパッドおよびビアホールの組について調整が終了したか否かを判定する。図３の例では、判定部１１０４は、パッド１０３ａおよびビアホール１０４ａの組と、パッド１０３ｂおよびビアホール１０４ｂの組と、パッド１２０ａおよびビアホール１０６ａの組と、パッド１２０ｂおよびビアホール１０６ｂの組とについて処理が終了したか否かを判定する。
【００６７】
終了したと判定した場合（ステップＳ１４、「Ｙｅｓ」）、図８のフローチャートの一連の処理が終了される。終了していないと判定した場合（ステップＳ１４、「Ｎｏ」）、処理がステップＳ１１に戻され、次のパッドおよびビアホールの組（例えばパッド１０３ｂおよびビアホール１０４ｂの組）について、インピーダンスの計算などの処理が実行される。
【００６８】
図９は、図４を用いて説明した、第２の調整方法を示す一例のフローチャートである。ここでは、上述と同様に、回路基板１０の配線パターンを設計するものとして説明を行う。また、設計装置１０００は、調整対象のパッドの組を示す情報と、当該パッドの組に対するインピーダンス設計値とが予め入力されているものとする。
【００６９】
ステップＳ２０で、設計部１１００は、入力された回路情報に基づき配線パターンを設計する。設計された配線パターンは、例えば表示部１１０１によりディスプレイ１０１４に表示される。
【００７０】
次のステップＳ２１で、計算部１１０３は、調整対象として指定されたパッドの組について、インピーダンスを計算する。図４を参照し、計算部１１０３は、例えば、パッド１０３ａとパッド１０３ｂとの間のインピーダンスを計算する。調整対象のパッドの組の指定方法は、上述した第１の調整方法における指定方法と同様なので、ここでの説明を省略する。
【００７１】
次のステップＳ２２で、判定部１１０４は、ステップＳ２１で計算されたインピーダンス計算値と、調整対象のパッドの組（例えばパッド１０３ａおよび１０３ｂの組）について予め入力されたインピーダンス設計値とを比較する。判定部１１０４は、比較の結果、インピーダンス計算値がインピーダンス設計値内の値であるか否かを判定する。判定部１１０４は、インピーダンス計算値がインピーダンス設計値内の値ではないと判定した場合、例えばインピーダンス計算値がインピーダンス設計値未満であると判定した場合（ステップＳ２２、「Ｎｏ」）、処理をステップＳ２３に移行させる。
【００７２】
ステップＳ２３で、設計部１１００は入力受付部１１０２に受け付けられた調整入力に従い、調整対象のパッドの組の２つのパッド間の距離Ｗｐｐを変更し、距離Ｗｐｐを調整する。調整入力の入力方法は、上述した第１の調整方法と同様なので、ここでの説明を省略する。
【００７３】
例えば、設計部１１００は、入力受付部１１０２に受け付けられた調整入力に従い、調整対象のパッドの組の２つのパッドの、少なくとも一方の位置を移動させて距離Ｗｐｐを変更する。設計部１１００は、調整対象のパッドの組に対する位置の移動処理を実行した後、必要に応じて、配線パターンの全体的な修正を行う。ステップＳ２３の処理の後、処理がステップＳ２１に戻され、距離Ｗｐｐが変更された調整対象のパッドの組について、計算部１１０３により、インピーダンスの計算が行われる。
【００７４】
上述したステップＳ２２で、判定部１１０４は、インピーダンス計算値がインピーダンス設計値内の値であると判定した場合、例えばインピーダンス計算値がインピーダンス設計値以上であると判定した場合（ステップＳ２２、「Ｙｅｓ」）、処理をステップＳ２４に移行させる。ステップＳ２４で、判定部１１０４は、調整対象とされた全てのパッドの組について調整が終了したか否かを判定する。図４の例では、判定部１１０４は、パッド１０３ａおよび１０３ｂの組と、パッド１２０ａおよび１２０ｂの組とについて処理が終了したか否かを判定する。
【００７５】
終了したと判定した場合（ステップＳ２４、「Ｙｅｓ」）、図９のフローチャートの一連の処理が終了される。終了していないと判定した場合（ステップＳ２４、「Ｎｏ」）、処理がステップＳ２１に戻され、次の調整対象のパッドの組（例えばパッド１２０ａおよび１２０ｂの組）について、インピーダンスの計算などの処理が実行される。
【００７６】
図１０は、図５を用いて説明した、第３の調整方法を示す一例のフローチャートである。ここでは、上述と同様に、回路基板１０の配線パターンを設計するものとして説明を行う。また、設計装置１０００は、調整対象のビアホールの組を示す情報と、当該ビアホールの組に対するインピーダンス設計値とが予め入力されているものとする。
【００７７】
ステップＳ３０で、設計部１１００は、入力された回路情報に基づき配線パターンを設計する。設計された配線パターンは、例えば表示部１１０１によりディスプレイ１０１４に表示される。
【００７８】
次のステップＳ３１で、計算部１１０３は、調整対象として指定されたビアホールの組について、インピーダンスを計算する。図５を参照し、計算部１１０３は、例えば、ビアホール１０４ａとビアホール１０４ｂとの間のインピーダンスを計算する。調整対象のビアホールの組の指定方法は、上述した第１の調整方法における指定方法と同様なので、ここでの説明を省略する。
【００７９】
次のステップＳ３２で、判定部１１０４は、ステップＳ３１で計算されたインピーダンス計算値と、調整対象のビアホールの組（例えばビアホール１０４ａおよび１０４ｂ）について予め入力されたインピーダンス設計値とを比較する。判定部１１０４は、比較の結果、インピーダンス計算値がインピーダンス設計値内の値であるか否かを判定する。判定部１１０４は、インピーダンス計算値がインピーダンス設計値内の値ではないと判定した場合、例えばインピーダンス計算値がインピーダンス設計値未満であると判定した場合（ステップＳ３２、「Ｎｏ」）、処理をステップＳ３３に移行させる。
【００８０】
ステップＳ３３で、設計部１１００は、入力受付部１１０２に受け付けられた調整入力に従い、調整対象のビアホールの組の各ビアホール間の距離Ｗｖｖを変更し、距離Ｗｖｖを調整する。調整入力の入力方法は、上述した第１の調整方法と同様なので、ここでの説明を省略する。
【００８１】
例えば、設計部１１００は、入力受付部１１０２に受け付けられた調整入力に従い、調整対象のビアホールの組における２つのビアホールの、少なくとも一方の位置を移動させて距離Ｗｖｖを変更する。設計部１１００は、調整対象のビアホールの組に対する位置の移動処理を実行した後、必要に応じて、配線パターンを全体的に修正する。ステップＳ３３の処理の後、処理がステップＳ３１に戻され、距離Ｗｖｖが変更された調整対象のビアホールの組について、計算部１１０３により、インピーダンスの計算が行われる。
【００８２】
上述したステップＳ３２で、判定部１１０４は、インピーダンス計算値がインピーダンス設計値内の値であると判定した場合、例えばインピーダンス計算値がインピーダンス設計値以上であると判定した場合（ステップＳ３２、「Ｙｅｓ」）、処理をステップＳ３４に移行させる。ステップＳ３４で、判定部１１０４は、調整対象とされた全てのビアホールの組について調整が終了したか否かを判定する。図５の例では、判定部１１０４は、ビアホール１０４ａおよび１０４ｂの組と、ビアホール１０６ａおよび１０６ｂの組とについて処理が終了したか否かを判定する。
【００８３】
終了したと判定した場合（ステップＳ３４、「Ｙｅｓ」）、図１０のフローチャートの一連の処理が終了される。終了していないと判定した場合（ステップＳ３４、「Ｎｏ」）、処理がステップＳ３１に戻され、次の調整対象のビアホールの組（例えばビアホール１０６ａおよび１０６ｂの組）について、インピーダンスの計算などの処理が実行される。
【００８４】
（実施形態の他の例）
上述の実施形態では、回路基板１０および２０の表層配線について調整を行う例について説明した。これはこの例に限定されず、回路基板１０および２０の内層配線について調整を行うこともできる。図１１を用いて、実施形態の他の例に係る配線の調整方法について説明する。なお、図１１において、上述した図１および図２と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。なお、図１１（ａ）および図１１（ｂ）中、矢印Ａは、信号の流れを概略的に示している。
【００８５】
実施形態の他の例に係る調整方法（第４の調整方法とする）では、内層配線において、高速差動信号が伝送される配線に接続されるビアホールのクリアランス領域における、ビアホールと内層配線との距離Ｗｃを、当該ビアホールと内層配線との間のインピーダンスが予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように、調整する。
【００８６】
図１１は、回路基板１０において、コンデンサパッドであるパッド１０３ａが接続されるビアホール１０４ａが、内層配線１０５ａを介して、コネクタパッドであるパッド１０６ａに接続される様子を、回路基板１０の断面図として模式的に示す。図１１（ａ）は、第４の調整方法を適用する前の様子を示す。図１１（ａ）において、ビアホール１０４ａのクリアランス領域における距離Ｗｃが例えば基準の距離Ｗｃdefであるものとする。
【００８７】
第４の調整方法では、これに対して、ビアホール１０４ａと内層配線１０５ａとの間の、クリアランス領域を介したインピーダンスが、予め定めたインピーダンス設計値内の値となるように、距離Ｗｃを調整する。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の構成に対して第４の調整方法を適用した場合の様子を示している。図１１（ｂ）の例では、調整の結果、ビアホール１０４ａのクリアランス領域における距離Ｗｃが、距離Ｗｃdefよりも大きい距離Ｗｃimとなっている。
【００８８】
例えば回路基板１０における、高速差動信号が伝送される配線に接続される、他のビアホール（ビアホール１０４ｂ、１０６ａおよび１０６ｂ）についても、同様にして、クリアランス領域における距離Ｗｃの調整を行う。これは、回路基板２０についても同様である。
【００８９】
以上のように、第４の調整方法では、高速差動信号が伝送される配線に接続されるビアホールに対するクリアランス領域における距離Ｗｃを、当該ビアホールと内層配線との間のインピーダンスが予め定めた各インピーダンス設計値内の値になるように調整している。そのため、高速差動信号の伝送に係る、ビアホールと内層配線との間の容量結合が低減され、容量結合によるインピーダンスの低下を抑制することができる。これにより、回路基板上の特性インピーダンスを向上させることができる。
【００９０】
なお、上述した第２〜第４の調整方法は、それぞれ上述した第１の調整方法と組み合わせて実行させることができる。このとき、第２〜第４の調整方法のうち複数の調整方法をさらに組み合わせて実行させることもできる。
【００９１】
また、上述では、調整対象の箇所のインピーダンスを計算により求めているが、これはこの例に限定されない。例えば、調整対象の箇所のインピーダンスを実測し、実測値をインピーダンス設計値と比較してもよい。この場合には、ステップＳ１０、ステップＳ２０、ステップＳ３０で設計された配線パターンを用いて例えば回路基板１０を実際に作成することになる。
【００９２】
なお、上述の実施形態は、本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形による実施が可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１０，２０  回路基板
１１，２１  ＡＳＩＣ
１２，２２  コネクタ
１０４ａ，１０４ｂ，１０６ａ，１０６ｂ，２０４ａ，２０４ｂ，２０６ａ，２０６ｂ  ビアホール
１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１２０ａ，１２０ｂ，２０２ａ，２０２ｂ，２０３ａ，２０３ｂ，２２０ａ，２２０ｂ  パッド
１０５ａ，１０５ｂ，２０５ａ，２０５ｂ  内層配線
１０００  設計装置
１１００  設計部
１１０２  調整部
１１０３  計算部
１１０４  判定部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９４】
【特許文献１】特許第４０１８９９９号公報
【図１】
2017191852.tif 000003
【図２】
2017191852.tif 000004
【図３】
2017191852.tif 000005
【図４】
2017191852.tif 000006
【図５】
2017191852.tif 000007
【図６】
2017191852.tif 000008
【図７】
2017191852.tif 000009
【図８】
2017191852.tif 000010
【図９】
2017191852.tif 000011
【図１０】
2017191852.tif 000012
【図１１】
2017191852.tif 000013