(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の外部データベースからＩＤＦファイルのデータを読み込む第１の読み込み手段と、
前記第１の読み込み手段から読み込んだ前記ＩＤＦファイルのデータからプリント基板の３次元の簡易な形状を示すプリント基板３次元簡易形状データを作成・合成する作成・合成手段と、
前記作成・合成手段において作成・合成された前記プリント基板３次元簡易形状データを記憶する第１の記憶手段と、
前記ＩＤＦファイルのデータのうち電子部品を特定するデータによって、電子部品の３次元の詳細な形状を示す電子部品３次元詳細形状データを、第２の外部データベースから読み込む第２の読み込み手段と、
前記第２の読み込み手段から読み込んだ前記電子部品３次元詳細形状データを記憶する第２の記憶手段と、
プリント基板の配線データとして２次元の配線パターン形状および２次元のビア・ランド形状を読み込む第３の読み込み手段と、
前記第３の読み込み手段により読み出込んだ前記２次元の配線データを記憶する第３の記憶手段と、
前記第１の記憶手段に記憶されたプリント基板３次元簡易形状データと、前記第２の記憶手段に記憶された電子部品３次元詳細形状データと、前記第３の記憶手段に記憶された２次元の配線データとを読み出して、２次元の配線パターン形状および２次元のビア・ランド形状を３次元化し、プリント基板３次元簡易形状データの示すプリント基板の３次元の簡易な形状を構成する電子部品形状を、電子部品３次元詳細形状データの示す電子部品形状により置換したプリント基板の３次元の形状に、前記３次元化された配線パターン形状および３次元化されたビア・ランド形状を合成してプリント基板の３次元の詳細な形状を示すプリント基板３次元詳細形状データを生成する生成手段と
を有するプリント基板の３次元形状データ作成システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板の３次元形状データ作成システムに関し、さらに詳細には、例えば、電子製品製造メーカーにおける製品開発工程で行われる３次元製品設計において、電気実装設計工程と機構外装設計工程との間で行われている設計折衝などに用いて好適なプリント基板の３次元形状データ作成システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント基板の３次元形状データを作成するには、基板ＣＡＤシステムからＩＤＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｄａｔａ  Ｆｏｒｍａｔ）のファイル形式で基板外形、基板厚さ、電子部品ＩＤ、矩形の電子部品領域、電子部品高さ、ならびに電子部品の配置情報などのデータを出力させ、当該基板ＣＡＤシステムから出力された上記データのＩＤＦファイルをインターフェースを介して３次元ＣＡＤシステムに入力し、当該３次元ＣＡＤシステムにおいて入力されたＩＤＦファイルに基づき、電子部品形状を直方体状の形状として表現したプリント基板の３次元形状データを作成するようになされていた。
【０００３】
即ち、上記したような基板ＣＡＤシステムから出力されるＩＤＦファイルに基づき作成されたプリント基板の３次元形状データにおいては、電子部品に関してはＩＤＦファイルからは矩形の電子部品領域（即ち、電子部品の底面を示す２次元形状である。）と電子部品高さとのデータのみしか与えられないため、各々の電子部品形状が実物の形状とは異なる直方体状の形状として表されてしまい、しかも矩形の電子部品領域たる電子部品の底面形状も当該電子部品の脚ピン先端を端線としているような場合もあるので、作成されたプリント基板の３次元形状データを高精度な嵌合チェックや強度解析などのシミュレーションデータとして用いるには限界があるという問題点があった。
【０００４】
一方、上記した従来の手法により高精度なプリント基板の３次元形状データを作成しようとする場合には、各々の設計者がマニュアル操作によって、ＩＤＦ形式により得られたプリント基板の３次元形状データのデータ編集を行う必要があるため、多大な時間や労力を必要とするという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多大な時間や労力を必要とすることなしに、高精度なプリント基板の３次元形状データを作成することができるようにしたプリント基板の３次元形状データ作成システムを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、第１の外部データベースからＩＤＦファイルのデータを読み込む第１の読み込み手段と、上記第１の読み込み手段から読み込んだ上記ＩＤＦファイルのデータからプリント基板の３次元の簡易な形状を示すプリント基板３次元簡易形状データを作成・合成する作成・合成手段と、上記作成・合成手段において作成・合成された上記プリント基板３次元簡易形状データを記憶する第１の記憶手段と、上記ＩＤＦファイルのデータのうち電子部品を特定するデータによって、電子部品の３次元の詳細な形状を示す電子部品３次元詳細形状データを、第２の外部データベースから読み込む第２の読み込み手段と、上記第２の読み込み手段から読み込んだ上記電子部品３次元詳細形状データを記憶する第２の記憶手段と、プリント基板の配線データとして２次元の配線パターン形状および２次元のビア・ランド形状を読み込む第３の読み込み手段と、上記第３の読み込み手段により読み出込んだ上記２次元の配線データを記憶する第３の記憶手段と、上記第１の記憶手段に記憶されたプリント基板３次元簡易形状データと、上記第２の記憶手段に記憶された電子部品３次元詳細形状データと、上記第３の記憶手段に記憶された２次元の配線データとを読み出して、２次元の配線パターン形状および２次元のビア・ランド形状を３次元化し、プリント基板３次元簡易形状データの示すプリント基板の３次元の簡易な形状を構成する電子部品形状を、電子部品３次元詳細形状データの示す電子部品形状により置換したプリント基板の３次元の形状に、上記３次元化された配線パターン形状および３次元化されたビア・ランド形状を合成してプリント基板の３次元の詳細な形状を示すプリント基板３次元詳細形状データを生成する生成手段とを有するようにしたものである。
【０００７】
ここで、上記した第１の外部データベースは、後述する発明の実施の形態におけるＩＤＦ基板ファイル１６」および「ＩＤＦ部品ファイル１８」に相当し、上記した第１の読み込み手段は、後述する発明の実施の形態における「ＩＤＦファイル読み込み手段３６」に相当し、上記した作成・合成手段は、後述する発明の実施の形態における「基板３次元形状作成・合成手段５２」に相当し、上記した第１の記憶手段は、後述する発明の実施の形態における「基板３次元簡易形状記憶領域１０４」に相当し、上記した第２の外部データベースは、後述する発明の実施の形態における「部品３次元詳細形状ライブラリ２２」に相当し、上記した第２の読み込み手段は、後述する発明の実施の形態における「部品３次元形状読み込み手段４０」に相当し、上記した第２の記憶手段は、後述する発明の実施の形態における「部品３次元詳細形状記憶領域１０６」に相当し、上記した第３の読み込み手段は、後述する発明の実施の形態における「基板ＣＡＤファイル読み込み手段３２」に相当し、上記した第３の記憶手段は、後述する発明の実施の形態における「配線パターン形状／ビア・ランド形状記憶領域１００」に相当し、上記した生成手段は、後述する発明の実施の形態における「部品３次元形状置換手段５４」に相当する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明によるプリント基板の３次元形状データ作成システムの実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本発明によるプリント基板の３次元形状データ作成システムの実施の形態の一例を表すブロック構成図が示されている。
【００１４】
このプリント基板の３次元形状データ作成システム（以下、「本システム」と称する。）は、マイクロコンピューターおよびそのソフトウェアにより動作の制御が実現されるものであり、本発明の要部をなすボード・モデラー（ＢｏａｒｄＭｏｄｅｌａｒ）１０と、ボード・モデラー１０と接続されたプリント基板ＣＡＤ１２と、プリント基板ＣＡＤ１２と接続された基板ＣＡＤファイル１４と、プリント基板ＣＡＤ１２から出力されてボード・モデラー１０と接続されたＩＤＦ基板ファイル１６と、プリント基板ＣＡＤ１２から出力されてボード・モデラー１０と接続されたＩＤＦ部品ファイル１８と、ボード・モデラー１０と接続された外部設計データベース２０と、ボード・モデラー１０と接続された部品３次元詳細形状ライブラリ２２とを有して構成されている。
【００１５】
ここで、ボード・モデラー１０は、外部設計情報インターフェース（外部設計情報Ｉ／Ｆ）３０と、３次元情報作成・合成手段５０とを有して構成されている。
【００１６】
そして、外部設計情報Ｉ／Ｆ３０は、基板ＣＡＤファイル読み込み手段３２と、ＩＤＦライブラリ操作手段３４と、ＩＤＦファイル読み込み手段３６と、外部設計データベース検索手段３８と、部品３次元形状読み込み手段４０とを有している。
【００１７】
また、３次元情報作成・合成手段５０は、基板３次元形状作成・合成手段５２と、部品３次元形状置換手段５４とを有して構成されている。
【００１８】
なお、プリント基板ＣＡＤ１２は、外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）６０と、ＩＤＦ変換ライブラリ６２とを備えている。
【００１９】
以上の構成において、このプリント基板の３次元形状データ作成システムでは、基板ＣＡＤファイル読み込み手段３２により、まず、ファイルダイアログなどの実体ファイル選択手段（図示せず）によって対象基板ファイルを選択し、対象基板ファイルのフルパスを取得する。
【００２０】
次に、基板ＣＡＤファイル読み込み手段３２は、上記のようにして取得したフルパスをプリント基板ＣＡＤ１２の外部Ｉ／Ｆ６０にパラメータとして引き渡し、プリント基板ＣＡＤ１２の外部操作コマンド（例えば、アスキーＩ／ＦやＯＬＥ通信など）の機能を使用して、基板ＣＡＤファイル１４にアクセスするものである。
【００２１】
それから、基板ＣＡＤファイル読み込み手段３２は、上記の処理と同様に外部操作コマンドの機能を使用して、アクセスした基板ＣＡＤファイル１４から配線データとして配線パターン形状とビア・ランド形状との２種類の２次元形状データを取得し、例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）よりなる配線パターン形状／ビア・ランド形状記憶領域１００に格納する。
【００２２】
なお、図２には、配線パターン形状ならびにビア・ランド形状の一例が示されている。
【００２３】
次に、上記したように、基板ＣＡＤファイル読み込み手段３２によりファイルダイアログなどの実体ファイル選択手段（図示せず）によって対象基板ファイルを選択して当該対象基板ファイルのフルパスを取得し、この取得したフルパスをプリント基板ＣＡＤ１２の外部Ｉ／Ｆ６０にパラメータとして引き渡し、プリント基板ＣＡＤ１２の外部操作コマンド（例えば、アスキーＩ／ＦやＯＬＥ通信など）の機能を使用して、基板ＣＡＤファイル１４にアクセスした状態おいて、ＩＤＦライブラリ操作手段３４によって、図３に示すようなユーザーグラフィックインターフェース（ＧＵＩ）に従って入力を促されるＩＤＦパラメータを入力し、プリント基板ＣＡＤ１２のＩＤＦ変換ライブラリ６２を起動するものである。
【００２４】
ここで、ＧＵＩに従って入力を促されるＩＤＦパラメータとしては、図３に示すように、「基板ファイル名」、「作成ＩＤＦファイル名」、「バージョン」、「単位系」、「基板厚さ」、「基板ファイル拡張子」ならびに「部品ライブラリ拡張子」が設定されている。
【００２５】
そして、プリント基板ＣＡＤ１２のＩＤＦ変換ライブラリ６２においては、プリント基板ＣＡＤ１２がアクセス中の基板ＣＡＤファイル１４から「基板外形」、「基板原点」、「部品ＩＤ」、「部品配置」ならびに「部品原点」を取得し、さらに、入力されたＩＤＦパラメータに基づいて、基板に関するＩＤＦ基板ファイル１６と部品に関するＩＤＦ部品ファイル１８とを作成して所定のバスに出力する。
【００２６】
ここで、図４にはＩＤＦ基板ファイル１６の一例が示されており、図５にはＩＤＦ部品ファイル１８の一例が示されている。
【００２７】
次に、ＩＤＦファイル読み込み手段３６は、上記のようにして作成して所定のバスに出力したＩＤＦ基板ファイル１６から、例えば、図６の図表に示す仕様に基づいて、「基板外形」、「基板厚さ」ならびに「基板原点」の各要素の値を取得するとともに、上記のようにして作成して所定のバスに出力したＩＤＦ部品ファイル１８から、例えば、図７の図表に示す仕様に基づいて、「部品ＩＤ」、「部品配置」、「部品原点」ならびに「部品２次元簡易形状」の各要素の値を取得し、これらの取得した値を基板外形等記憶領域１０２に格納する。
【００２８】
そして、基板３次元形状作成・合成手段５２は、基板外形等記憶領域１０２に格納された値に基づいて、電子部品形状を直方体状の形状として表現した、例えば、図８に示すようなプリント基板の３次元の簡易な形状を示すプリント基板３次元簡易形状データを作成して合成する。
【００２９】
なお、上記のようにして、基板３次元形状作成・合成手段５２により作成して合成されたプリント基板３次元簡易形状データは、基板３次元簡易形状記憶領域１０４に格納される。
【００３０】
ところで、外部設計データベース検索手段３８は、ＩＤＦファイル読み込み手段３６によって取得した部品ＩＤをキーにして、外部設計データベース２０がＲＤＢ形態であるならばその該当するレコードＩＤを取得する。
【００３１】
そして、図１に示すブロック構成図においては、外部設計データベース２０はＲＤＢ形態であり、外部設計データベース検索手段３８がレコードＩＤを取得する場合を示している。
【００３２】
なお、外部設計データベース検索手段３８は、外部設計データベース２０がファイルサーバーなどの実体ファイル管理形態であるならば、該当するフルパスを取得するようにする。
【００３３】
そこで、部品３次元形状読み込み手段４０は、外部設計データベース検索手段３８により取得したレコードＩＤに関連付けられている部品３次元詳細形状ライブラリ２２から、電子部品形状を実物の形状として表現した、例えば、図９に示すような電子部品の３次元の詳細な形状を示す電子部品３次元詳細形状データを読み込んで、読み込んだ電子部品３次元詳細形状データを部品３次元詳細形状記憶領域１０６に格納する。
【００３４】
それから、部品３次元形状置換手段５４は、基板３次元簡易形状記憶領域１０４に格納されたプリント基板３次元簡易形状データの示す各電子部品の配置情報に基づいて、部品３次元詳細形状記憶領域１０６に格納した電子部品３次元詳細形状データを読み込んで、当該電子部品３次元詳細形状データを使用して電子部品の詳細な形状を合成し、当該合成した電子部品の詳細な形状により電子部品の簡易な形状を置き換えて、例えば、図１０に示すようなプリント基板の３次元の形状を作成する。
【００３５】
さらに、配線パターン形状／ビア・ランド形状記憶領域１００に格納された配線パターン形状ならびにビア・ランド形状に関して、配線パターン形状には配線パターンの厚さ情報を入力し、ビア・ランド形状には基板の厚さ情報を入力して、配線パターン形状ならびにビア・ランド形状を３次元形状情報として作成し、上記したプリント基板３次元詳細形状に基板原点を配置情報として再合成し、プリント基板の３次元の詳細な形状を完成させるものである。
【００３６】
そして、上記のようにして部品３次元形状置換手段５４により作成されたプリント基板の３次元の詳細な形状を示すプリント基板３次元詳細形状データは、基板３次元詳細形状記憶領域１０８に格納される。
【００３７】
従って、この基板３次元詳細形状記憶領域１０８に格納されたプリント基板３次元詳細形状データは、プリント基板の３次元形状を詳細に表すものであるので、高精度な嵌合チェックや強度解析などのシミュレーションデータとして十分に用いることができるものである。
【００３８】
また、本システムによれば、各々の設計者がマニュアル操作によってＩＤＦ形式により得られたプリント基板の３次元形状データのデータ編集を行う必要がないため、労力を著しく削減することができるとともに、処理時間を大幅に短縮化することができるようになる。
【００３９】
なお、上記した実施の形態は、以下に示す（１）乃至（３）のように変形してもよい。
【００４０】
（１）上記した実施の形態においては、データフォーマットとしてＩＤＦ形式を用いた場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、データフォーマットとしては任意の形式を用いることができる。
【００４１】
（２）上記した実施の形態においては、本システム内においてプリント基板３次元簡易形状データを作成するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、外部のシステムで作成されたプリント基板３次元簡易形状データを入力することのできるインターフェース機能を設け、外部のシステムで作成されたプリント基板３次元簡易形状データを用いてプリント基板３次元詳細形状データを作成するようにしてもよい。
【００４２】
（３）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（２）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、多大な時間や労力を必要とすることなしに、高精度なプリント基板の３次元形状データを作成することができるようになるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプリント基板の３次元形状データ作成システムの実施の形態の一例を表すブロック構成図である。
【図２】配線パターン形状ならびにビア・ランド形状の一例を示す説明図である。
【図３】ＩＤＦパラメータのユーザーグラフィックインターフェース（ＧＵＩ）の一例を示す説明図である。
【図４】ＩＤＦ基板ファイルの一例を示すデータリストである。
【図５】ＩＤＦ部品ファイルの一例を示すデータリストである。
【図６】ＩＤＦ基板ファイルによる基板の仕様を示す図表である。
【図７】ＩＤＦ部品ファイルによる電子部品の仕様を示す図表である。
【図８】プリント基板の３次元の簡易な形状の一例を示す説明図である。
【図９】電子部品の３次元の詳細な形状の一例を示す説明図である。
【図１０】プリント基板の３次元の形状の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０        ボード・モデラー（Ｂｏａｒｄ  Ｍｏｄｅｌａｒ）
１２        プリント基板ＣＡＤ
１４        基板ＣＡＤファイル
１６        ＩＤＦ基板ファイル
１８        ＩＤＦ部品ファイル
２０        外部設計データベース
２２        部品３次元詳細形状ライブラリ
３０        外部設計情報インターフェース（外部設計情報Ｉ／Ｆ）
３２        基板ＣＡＤファイル読み込み手段
３４        ＩＤＦライブラリ操作手段
３６        ＩＤＦファイル読み込み手段
３８        外部設計データベース検索手段
４０        部品３次元形状読み込み手段
５０        ３次元情報作成・合成手段
５２        基板３次元形状作成・合成手段
５４        部品３次元形状置換手段
６０        外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）
６２        ＩＤＦ変換ライブラリ
１００        配線パターン形状／ビア・ランド形状記憶領域
１０２        基板外形等記憶領域
１０４        基板３次元簡易形状記憶領域
１０６        部品３次元詳細形状記憶領域
１０８        基板３次元詳細形状記憶領域
【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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