JP2003186931A - アースガード自動配線システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アースガード配線が自動的に作成できるアー
スガード自動配線システムを提供する。 【解決手段】 プリント配線板設計ＣＡＤシステム１を
使用してプリント配線板１３を設計する際、信号線１５
を囲むようにアースガード配線１７を作成すると共に、
アースガード配線１７を行う信号線１５に対して、信号
線１５からアースガード配線１７までの距離及びアース
ガード配線１７の導体幅の少なくとも一方を指定する手
段を設けたもので、信号線１５とアースガード配線１７
が異常に接近したり、接触してショートするなどの問題
が解消する上、ＣＡＤシステム１の表示手段３に表示さ
れた回路パターンと、回路設計者からの要望書を見比べ
てアースガード配線１７が信号線１５と接触しないよう
にアースガード配線１７のパターンを作成するものにく
らべて、設計にかかる工数の大幅な削減が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線板設計
ＣＡＤシステム（以下単にＣＡＤシステムという）でプ
リント配線板の設計を行う際に使用するアースガード自
動配線システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来電子機器等に使用するプリント配線
板は、ＣＡＤシステムを使用して設計しているが、プリ
ント配線板の設計に当り、回路設計者から特定のパター
ン接続に対してアースガード配線を行って欲しいとの要
求がよくある。

【０００３】アースガード配線とは、信号線の周囲を囲
むように銅箔のパターンを設けて、終端処理部をアース
に接続することをいうが、従来では信号線の周囲をアー
スガード配線で囲んだ後、後処理でアースガード配線を
アースに接続している。

【０００４】またＣＡＤシステムでガード配線を設計す
る場合、従来では、信号線の周囲に複数の座標点を設定し
て、これら座標点を結ぶことにより環状のパターンを作
成しており、座標点はパターンの幅方向の中心となるよ
う設計していると共に、パターンの幅を一定しており、信
号線から座標点までをどのくらいにするかは考慮されて
いなかった。

【０００５】すなわち予めアースガードのパターンを形
成したい位置の座標点を決め、これら座標点を一定幅の
パターンが通るようにアースガード配線のパターンを作
成しており、信号線からパターンをどの程度離すかは全
く考慮されていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このため信号線のパタ
ーン形状によっては、信号線とアースガード配線のパタ
ーンが接近し過ぎたり、接触してショートを起すなどの
問題がある。

【０００７】またアースガード配線のパターンの幅が一
定のため、信号線を流れる電流の値が変った場合、ノイズ
などの発生を十分に低減できないなどの問題もある。

【０００８】一方ＣＡＤシステムでアースガード配線を
設計する場合、ＣＡＤシステムの表示手段に表示された
回路パターンと、回路設計者からの要望書を見比べてア
ースガード配線のパターンを作成する作業を行うが、近
年のように電子部品の実装が高密度化するのに伴いパタ
ーンも高密度化しているため、目視作業によるパターン
の作成作業は、多くの工数を要して作業能率が悪い上、
人為的なミスも発生しやすいなどの問題もある。

【０００９】本発明はかかる従来の問題点を改善するた
めになされたもので、アースガード配線が自動的に作成
できるアースガード自動配線システムを提供することを
目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明のアースガード自動配線システムは、プリント配
線板設計ＣＡＤシステムを使用してプリント配線板を設
計する際、信号線を囲むようにアースガード配線を作成
するアースガード自動配線システムであって、アースガ
ード配線を行う信号線に対して、信号線からアースガー
ド配線までの距離及びアースガード配線の導体幅の少な
くとも一方を指定する手段を設けたものである。

【００１１】前記構成により、信号線とアースガード配
線が異常に接近したり、接触してショートするなどの問
題を解消することができると共に、従来のＣＡＤシステ
ムの表示手段に表示された回路パターンと、回路設計者
からの要望書を見比べてアースガード配線が信号線と接
触しないようにアースガード配線のパターンを作成する
ものにくらべて、設計にかかる工数の大幅な削減が図れ
る上、信頼性も格段に向上すると共に、信号線を流れる
電流に応じてアースガード配線の導体幅を指定すること
ができるため、電流が多く流れる信号線を囲むアースガ
ード配線の導体幅を大きくすることにより、信号線から
発生するノイズを確実に低減することができる。

【００１２】前記目的を達成するため本発明のアースガ
ード自動配線システムは、信号線の終端にアースガード
配線を行う場合に、ＶＩＡによる終端処理を行うかを指
定する手段を設けたものである。

【００１３】前記構成により、表示手段に表示された信
号線のパターンを見ながら手作業で終端処理を行う必要
がないため、作業能率の向上が図れるようになる。

【００１４】前記目的を達成するため本発明のアースガ
ード自動配線システムは、アースガード配線の自動作成
を実行した際の実行結果情報を、テキストファイル形式
で出力するようにしたものである。

【００１５】前記構成により、実行結果情報を見ること
により実行結果を容易に把握することができるため、確
認や修正などの作業が何ら熟練を必要とせずに行えるよ
うになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して詳述する。

【００１７】図１はアースガード自動配線システムのブ
ロック図で、プリント配線板を設計する際に使用するＣ
ＡＤシステム１を有している。

【００１８】ＣＡＤシステム１には、データを作成した
り、各種命令を入力するためのキーボード２と、各種デ
ータを画像表示する表示手段３、図４に示すプリント配
線板１３に実装された電子部品１４を接続するための接
続情報が記述された回路接続情報ファイル４、ＣＡＤシ
ステム１で作成されたプリント配線板のＣＡＤシステム
１で作成されたプリント配線板のＣＡＤデータが記述さ
れたプリント配線板ＣＡＤデータファイル５、ＣＡＤデ
ータファイル５に記述されたＣＡＤデータがどのような
層構成になっているかをプリント配線板ＣＡＤデータフ
ァイル５から抽出する層構成情報ファイル６が接続され
ている。

【００１９】さらにＣＡＤシステム１には、回路接続情
報ファイル４に記述されている１つの回路接続情報を、
プリント配線板ＣＡＤデータファイル５内に部品端子単
位でどのようなパターン接続形態になっているかをプリ
ント配線板ＣＡＤデータファイル５から抽出して記述す
るパターン接続情報ファイル７、回路接続情報ファイル
４に記述されている回路接続情報において、プリント配
線板ＣＡＤデータファイル５上で接続仕様を指定したい
接続に対してその内容を記述したパターン接続仕様情報
ファイル８、プリント配線板ＣＡＤデータファイル５に
おいて、各配線同士の最小箔間距離が定義された配線基
準情報ファイル９、アースガードの自動配線を行う際に
使用する仕様情報が記述されたアースガード仕様情報フ
ァイル１０、アースガードの自動配線を行った結果出力
される結果情報を記述する実行結果情報ファイルとが接
続されている。

【００２０】次に上記構成されたアースガード自動配線
システムの作用を説明する。

【００２１】まずアースガードの自動配線を行うのに先
立って、ＣＡＤシステム１に接続された表示手段３を見
ながら、プリント配線板ＣＡＤデータファイル５に部品
データを入力し、同時に表示手段３に部品データを表示
する。

【００２２】次に表示手段３に表示された部品データの
各々の部品端子同士を、回路接続情報ファイル４に記述
された図２に示すような回路接続情報を基に接続するパ
ターンを作成して行くが、パターンによっては交差する
ものがあるため、このような場合はパターン配線層を切
換えて交差するのを防止するヴァィヤ（ＶＩＡ）ホール
を作成するデータを入力してプリント配線板１３を設計
して行く。

【００２３】なおこの際、パターン接続仕様情報ファイ
ル８に記述されているこのエリアは通してはいけないと
か、最低でも幅を何ミリ以上にしなければいけない、ま
たある信号線は幅を最低でも何ミリ以上にし、ＶＩＡは
この大きさにしなさいというような制限を決めた接続仕
様を優先してプリント配線板１３の設計を行う。

【００２４】一方予めパターン接続仕様情報ファイル８
にアースガード配線を指定しておくと、前記プリント配
線板１３の設計中に本発明のアースガード自動配線シス
テムが機能して、アースガードの自動配線を自動的に開
始する。

【００２５】次にアースガードの自動配線を図３以下に
示す図面を参照して説明すると、図４は電子部品１４を
実装するプリント配線板１３の一例を示すもので、集積
回路よりなる部品面実装部品ＩＣ１,１Ｃ２，１Ｃ３
と、集積回路よりなるはんだ面実装部品ＩＣ４が実装で
きるようになっており、表面側には部品面実装部品ＩＣ
１とＩＣ３間などを接続する信号線１５の部品面パター
ン１５ａが、そして裏面には部品面実装部品ＩＣ１とＩ
Ｃ２、はんだ面実装部品ＩＣ３間などを接続する信号線
１５のはんだ面パターン１５ｂが形成されており、部品
面実装部品ＩＣ１を実装する位置には、複数層に形成さ
れたパターンを切換えるためのＶＩＡ１６が形成されて
いる。

【００２６】前記構成のプリント配線板１３にアースガ
ードを自動配線するため、図３に示すフローチャートの
ステップＳ１で自動配線プログラムがスタートすると、
ステップＳ２でパターン接続仕様情報ファイル８よりア
ースガードの指定がある回路接続を抽出し、回路の接続
状態を図５に示すように表形式に整理する。

【００２７】その後ステップＳ３に進んで、ステップＳ
２で抽出した回路接続がプリント配線板ＣＡＤデータフ
ァイル５において、始点から終点までどのように配線さ
れているかをプリント配線板ＣＡＤデータファイル５よ
り抽出し、図６に示すように表形式に整理する。

【００２８】図６に示すパターン接続情報ファイルを簡
単に説明すると、図６の（a）で示すようにＩＣ１の５
番ピンとＩＣ２の７番ピンが繋がっている場合、両ＩＣ
の種別は部品面実装部品（ＳＭＤ）、座標はｘ１、ｙ
１、その形状はａ＊ｂの長方形で、第１層に実装されて
いる。

【００２９】またパターンの座標は、ｘ１、ｙ１..ｘ
２、ｙ２、幅はｃで、第１層に形成され、ＶＩＡは座標
ｘ２、ｙ２のところに径がｄの円形のもの第１層から第
４層まで貫通するよう設けなさいということを表してお
り、(b),(c)についても同様であるが、図６の（ｃ）の
種別に記載されている部品端子（ＤＩＰ）は、はんだ面
実装部品を示す。

【００３０】ステップＳ４では、図６に示す回路接続に
対して、図７に示す区切り毎に図８に示すアースガード
仕様決定入力項目、すなわちアースガード配線の箔間距
離、アースガード配線の導体幅、終端処理の有無、終端処
理に使うＶＩＡ形状について任意な値を入力する。

【００３１】具体的には始点から第１切り替えし点ま
で、第１切り替えし点から第２切り替えし点までの距離
や、切り替えし点毎のアースガード配線の導体幅など、
アースガード配線の区切りを表す仕様で、図８に示すア
ースガード仕様決定入力項目などである。

【００３２】ステップＳ５では、図６で示すアースガー
ドの指定がある回路接続について、プリント配線板ＣＡ
Ｄデータファイル５に記述された座標よりアースガード
配線の座標を算出する。

【００３３】ステップＳ６では、ステップＳ５で算出さ
れたアースガード配線の座標値に、プリント配線ＣＡＤ
データファイル５においてすでに他の配線データがある
かを判定し、ない場合はステップＳ７に、ある場合はス
テップＳ９へ進む。

【００３４】ステップＳ７では、配線基準情報ファイル
９より抽出した、例えば信号線を平行に、または等長に
引くとか、電子部品１４の配置によって、アースガード
配線が並行または等長に引けない場合は、どの程度の誤
差まで認めるかとかなどの配線基準情報と、ステップＳ
５で算出した座標値を比較して、アースガード配線をし
た場合他の配線基準に違反しないかを判定し、違反しな
い場合はステップＳ８に進んで、アースガード配線を行
うと共に、ステップＳ９へ進んで図９の（ａ）に示すよ
うなアースガード配線の位置や、アースガード配線の導
体幅などの結果情報ファイル及びアースガード配線が正
常に作成さて終了したことを表すＮＯＭＡＬ ＥＮＤを
テキストファイル形式で表示手段３へ出力し、ステップ
Ｓ１４で自動配線プログラム終了する。

【００３５】また違反する場合は、ステップＳ１３へ進
んでその内容を図９の（ｂ）に示すテキストファイル形
式で出力し、ステップＳ１４へ進んで自動配線プログラ
ムを終了する。

【００３６】図９の（ｂ）に示す内容は、アースガード
配線を引くスペースがないため、座標ｘ１、ｙ２以降物
理的にアースガード配線を引くことができなかったこと
を表している。

【００３７】一方ステップＳ６で配線データがすでに存
在すると判定された場合は、ステップＳ９へ進んで、存
在するデータの属性はアースかが判定され、アースの場
合はステップＳ７へ進み、アースでない場合はステップ
Ｓ１０へ進んで、ステップＳ４で終端処理の指定があっ
たかが判定され、あった場合はステップＳ１１へ進み、
ない場合はステップＳ１３へ進む。

【００３８】ステップＳ１１では終端処理が行えるスペ
ースがあるかを、プリント配線板ＣＡＤデータファイル
５と配線基準情報９に記述されたデータから判定し、終
端処理が行える場合はステップＳ１２へ進み、行えない
場合はステップＳ１３へ進む。

【００３９】ステップＳ１２では、ＶＩＡを入力して終
端処理を行った後、ステップＳ１３へ進んでその内容を
図９の（ｃ）に示すテキストファイル形式で出力し、ス
テップＳ１４へ進んで自動配線プログラムを終了する。

【００４０】図９の（ｃ）の内容は、ｘ１、ｙ１からｘ
２、ｙ２まで終端処理の指定に基づいて処理を行なった
が、アースガード仕様情報ファイル内に物理的に定義が
なされていてこれ以上引くことができないので、終端処
理をして終了したことを表している。

【００４１】またステップＳ１０で終端処理の指定がな
いと判定された場合は、ステップＳ１３でその内容を図
９の（ｄ）に示すテキストファイル形式で出力し、ステ
ップＳ１１で終端処理を行うスペースがないと判定され
た場合は、ステップＳ１３でその内容を図９の（ｅ）に
示すテキストファイル形式で出力すると共に、テキスト
ファイルの出力が終了するとステップＳ１４へ進んで、
自動配線プログラムを終了する。

【００４２】図９の（ｄ）の内容は、ｘ１、ｙ１からｘ
２、ｙ２まで終端処理の指示がないので終端処理をやめ
るという意味で、始めから終端処理の指示がないことか
ら、エラーではなく、後は作業者が判断しなさいという
ことを表しており、図９の（e）の内容は、終端処理の
指示はあったが、例えばＶＩＡがなかったり、終端処理
するスペースがないなどの理由で終端処理ができずに終
了したことを示している。

【００４３】図１０は、アースガード自動配線システム
によりアースガード配線１７が作成されたプリント配線
板１３をＣＡＤシステム１の表示手段３に表示させたも
ので、アースガード配線１７の部品面パターン１７ａ
や、アースガード配線１７のはんだ面パターン１７ｂ、
アースガード配線１７の配線層を切換えるためのＶＩＡ
１８が自動的に作成されており、表示されたプリント配
線板１３とステップＳ１３で表示手段３や、プリンタな
どに出力されたテキストファイルを比較してアースガー
ド配線の確認と修正を行うことにより、アースガードの
作成作業が容易かつ短時間で行えると共に、従来のＣＡ
Ｄシステムの表示手段に表示された回路パターンと、回
路設計者からの要望書を見比べてアースガード配線のパ
ターンを作成する作業を行う場合に比べて、作業能率が
格段に向上する上、人為的なミスの発生を防止すること
もできる。

【００４４】

【発明の効果】本発明は以上詳述したように、プリント
配線板設計ＣＡＤシステムを使用してプリント配線板を
設計する際、信号線を囲むようにアースガード配線を作
成すると共に、アースガード配線を行う信号線に対し
て、信号線からアースガード配線までの距離及びアース
ガード配線の導体幅の少なくとも一方を指定する手段を
設けたことから、信号線とアースガード配線が異常に接
近したり、接触してショートするなどの問題を解消する
ことができる。

【００４５】また従来のＣＡＤシステムの表示手段に表
示された回路パターンと、回路設計者からの要望書を見
比べてアースガード配線が信号線と接触しないようにア
ースガード配線のパターンを作成するものにくらべて、
設計にかかる工数の大幅な削減が図れる上、信頼性も格
段に向上すると共に、信号線を流れる電流に応じてアー
スガード配線の導体幅を指定することができるため、電
流が多く流れる信号線を囲むアースガード配線の導体幅
を大きくすることにより、信号線から発生するノイズを
確実に低減することができる。

【００４６】さらに信号線の終端にアースガード配線を
行う場合に、ＶＩＡによる終端処理を行うかを指定する
手段を設けたことから、表示手段に表示された信号線の
パターンを見ながら手作業で終端処理を行う必要がない
ため、作業能率の向上が図れるようになると共に、アー
スガード配線の自動作成を実行した際の実行結果情報
を、テキストファイル形式で出力するようにしたことか
ら、実行結果情報を見ることにより実行結果を容易に把
握することができるため、確認や修正などの作業が何ら
熟練を必要とせずに行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態になるアースガード自動配
線システムのブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態になるアースガード自動配
線システムを構成する部品端子同士を接続するための回
路接続回路情報ファイルである。

【図３】本発明の実施の形態になるアースガード自動配
線システムの作用を示すフローチャートである。

【図４】プリント配線板設計ＣＡＤシステムの表示手段
に表示されるプリント配線板設計ＣＡＤデータファイル
の表示例である。

【図５】本発明の実施の形態になるアースガード自動配
線システムを構成するパターン接続情報ファイルから抽
出したアースガード指定回路接続情報ファイルである。

【図６】（ａ）ないし（ｃ）は本発明の実施の形態にな
るアースガード自動配線システムを構成するプリント配
線板ＣＡＤデータから抽出したアースガードの対象とな
るパターン接続情報ファイルの詳細図である。

【図７】本発明の実施の形態になるアースガード自動配
線システムにおけるアースガード仕様データの区切りで
ある。

【図８】本発明の実施の形態になるアースガード自動配
線システムにおけるアースガード仕様決定入力項目であ
る。

【図９】本発明の実施の形態になるアースガード自動配
線システムにおける実行結果情報ファイルの出力例であ
る。

【図１０】本発明の実施の形態になるアースガード自動
配線システムにより作成されたプリント配線板を、ＣＡ
Ｄシステムの表示手段に表示させた表示例である。

【符号の説明】

１ プリント配線板設計ＣＡＤシステム ３ 表示手段 １３ プリント配線板 １４ 電子部品 １５ 信号線 １６ ＶＩＡ １７ アースガード配線 １８ ＶＩＡ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線板設計ＣＡＤシステムを使
   用してプリント配線板を設計する際、信号線を囲むよう
   にアースガード配線を作成するアースガード自動配線シ
   ステムであって、前記アースガード配線を行う前記信号
   線に対して、前記信号線から前記アースガード配線まで
   の距離及び前記アースガード配線の導体幅の少なくとも
   一方を指定する手段を設けたことを特徴とするアースガ
   ード自動配線システム。
2. 【請求項２】 前記信号線の終端にアースガード配線を
   行う場合に、ＶＩＡによる終端処理を行うかを指定する
   手段を設けてなる請求項１に記載のアースガード自動配
   線システム。
3. 【請求項３】 前記アースガード配線の自動配線を実行
   した際の実行結果情報を、テキストファイル形式で出力
   してなる請求項１または２に記載のアースガード自動配
   線システム。