JP2005216017A

JP2005216017A - 多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援方法及び多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラム

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Publication number: JP2005216017A
Application number: JP2004022358A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kurokawa; 隆志黒川
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: JP4265978B2

Abstract

【課題】
多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援方法及び多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムにおいて、熱的影響を精確に予測することが可能なシミュレーションモデルを作成できる方法及びプログラムを提供すること。
【解決手段】
二次元ＣＡＤ形式のデータファイルから、多層プリント回路基板の第１層１０ａ〜第４層１０ｄに含まれる配線パターン、配線パターン１１ａ〜１１ｈ、スルーホール１２ａ〜１２ｌ、発熱源１３ａ，１３ｂ、樹脂１４ａ〜１４ｄなどの情報を取り出し、さらにこれらに対して、材質、寸法などの熱設計シミュレーション上必要な情報を付加してシミュレーションモデルを作成するプログラムを利用してモデル作成作業を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱設計シミュレーション支援方法及び熱設計シミュレーション支援プログラムに係り、特に多層プリント回路基板の熱設計に関するものである。

多層プリント回路基板を設計する際には、一般的に発熱源の熱的影響を予測するためにシミュレーションや試作を繰り返し、発熱源に対する十分な配慮を行うようにしている。これは、基板上に設けられる発熱源が基板全体の熱設計に非常に大きな影響を与えるからであり、多層プリント回路基板の熱設計を支援するシミュレーションシステムやプログラムも様々なものが開発されている。（例えば、特許文献１を参照。）

図１０は、従来技術に係る多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション方法を示す説明図である。図１０において、４０は熱設計シミュレーションモデルであり、４０ａは第１層、４０ｂは第２層、４０ｃは第３層、４０ｄは第４層、４１ａ〜４１ｈは配線パターン、４２ａ〜４２ｌはスルーホール、４３ａ，４３ｂは発熱源、４４ａ〜４４ｄは樹脂を示す。図１０（ａ）に示した熱設計シミュレーションモデル４０は、４つの層を持つプリント回路基板に関するものである。第１層４０ａないし第４層４０ｄは、４つの層をそれぞれモデル化したものである。発熱源４３ａ，４３ｂは、ＣＰＵ、トランスなどの発熱するデバイスをモデル化したものである。

従来技術におけるシミュレーションでは、シミュレーションモデル４０の発熱源４２ａ，ｂ以外の部分を均一な物質と仮定して伝熱解析を行い、発熱源４２ａ，ｂによる熱的影響を予測している。しかし、現実には、発熱源４３ａ，４３ｂ以外の部分には、図１０（ｂ）に示すように、配線パターン４１ａ〜４１ｈ、スルーホール４２ａ〜４２ｌ、樹脂４４ａ〜４４ｄなどプリント回路基板を構成する各種の要素が存在している。したがって、これらを図１０（ａ）のようにすべて均一化してしまえば、当然のことながら熱的影響を精確に予測することは困難になり、解析結果の信頼性は低くなる。したがって、解析結果を参考にしながら、試作品を製作して熱設計実験を繰り返し行い、熱設計に必要なデータを得ることが一般に行われている。

しかしながら、実験によって熱設計に必要なデータを得るためには、大きな時間とコストを要することになる。さらに、適切な実験を行うためには、相当程度の実験経験も必要になる。もちろん、熱設計シミュレーションモデル４０に対して、図１０（ｂ）に示した各種の要素を最初から盛り込んでおけば、熱的影響を精確に予測することは可能である。しかし、設計者がこのようなモデルをシミュレーションシステム上で作成することは、膨大な作業を要するので、現実的な解決策とは言えない。
特開平９−２４５０７６第４頁ないし第１０頁、並びに図１ないし図１９に記載

本発明は、以上の課題に鑑みて、多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援方法及び多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムにおいて、熱的影響を精確に予測することが可能なシミュレーションモデルを作成できる方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための手段として、本発明は、コンピュータ上で多層プリント回路基板をモデル化し、そのモデルに対して伝熱解析を行って多層プリント回路基板の伝熱状態を予測することにより、前記多層プリント回路基板の熱設計を支援する多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援方法であって、ＣＡＤシステムで作成された前記多層プリント回路基板の二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルを準備し、その作図データファイルから、全てのレイヤーのラインの情報を取得して保存し、前記ラインの情報からループ状のラインが分断された部分を特定し、その箇所を補修した情報を保存し、それぞれの前記レイヤーの属性に関する情報と、前記多層プリント回路基板に形成されるビアホールに関する情報と、前記多層プリント回路基板に設けられる発熱源に関する情報とを設定するとともに、解析に不要な内部樹脂パターンに関する情報を除去して保存し、保存したすべての情報をシミュレーションシモデルとして熱解析の実行可能なシミュレーションシステムに入力し、そのシミュレーションシステムにおいて熱解析を実行することを特徴とするものである。

したがって、上記の手段によれば、多層プリント回路基板の設計する際に必要となる二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルを利用してシミュレーションシモデルを作成するので、設計しようとしている多層プリント回路基板の構成を当該モデルに忠実に反映させることができ、精確なシミュレーションを行うことが可能になる。また、二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルを利用するので、設計者の作業負担が非常に軽くなる。

なお、本発明は、上記の熱設計シミュレーション支援方法において、前記レイヤーの属性に関する情報は、それぞれの前記レイヤーの厚さに関する情報、前記レイヤーの材質に関する情報を含むものにできる。

さらに、本発明は、多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムにおいて、多層プリント回路基板の二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルから全てのレイヤーの情報を取得して記憶手段に保存する第１の手順と、前記ラインの情報から、閉じているべき図形のラインが分断されている部分を特定し、その箇所を補修した情報を前記記憶手段に保存する第２の手順と、入力手段から入力された、それぞれの前記レイヤーの属性に関する情報と、前記多層プリント回路基板に形成されるビアホールに関する情報と、前記多層プリント回路基板に設けられる発熱源に関する情報とを設定するとともに、前記レイヤーの属性に関する情報から解析に不要な内部樹脂パターンに関する情報を除去して前記記憶手段に保存する第３の手順と、第３の手順で保存した情報を熱解析の実行可能なシミュレーションシステムにおいて利用可能な所定形式データに変換する第４の手順と、前記所定形式データをファイルとして出力する第５の手順をコンピュータ上で実行することを特徴とするものとした。

したがって、上記の手段によれば、多層プリント回路基板の設計する際に必要となる二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルを利用してシミュレーションシモデルを作成することによって、設計しようとしている多層プリント回路基板の構成を当該モデルに忠実に反映させることができる上に、ＣＡＤシステムやシミュレーションシステムを構成しているコンピュータ上で当該モデルを作成することができる。

なお、熱設計シミュレーション支援プログラムにおいて、前記第５の手順に代えて、前記シミュレーションシステムへ前記所定形式データをシミュレーションシモデルとして入力し、前記前記シミュレーションシステムに前記多層プリント回路基板の熱設計シミュレーションを実行させる手順を実行することができる。

また、前記レイヤーの属性に関する情報は、それぞれの前記レイヤーの高さに関する情報、前記レイヤーの材質に関する情報を含むものとすることができる。

くわえて、前記前記レイヤーの属性に関する情報は、さらに、伝熱解析に必要な解析対象レイヤーの選択に関する情報を含むものとすることもできる。

本発明は、二次元ＣＡＤ形式によるプリント回路基板の作図データファイルからレイヤーの情報を取得し、これに熱解析に必要な情報を付加して熱解析シミュレーションを実行するので、熱的影響を精確に予測することができ、多層プリント回路基板の設計業務の効率化が可能となる。さらに、的確な設計が可能になるので、多層プリント回路基板の品質の向上も可能になる。

本発明の各実施例は、ＡＮＳＹＳ（登録商標）、ＭＳＣ（登録商標）などのシミュレーションプログラムを利用して多層プリント回路基板の熱解析シミュレーションを行う場合において、ＣＡＤプログラムで作成した二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルからシミュレーションモデルを作成することに大きな特徴がある。以下に、この特徴を有する実施例について図面を参照しながら詳しく説明する。

まず、本発明におけるシミュレーションモデルの構成について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施例に係るシミュレーションモデルの構成を示す説明図である。図１において、１０は熱設計シミュレーションモデルであり、１０ａは第１層、１０ｂは第２層、１０ｃは第３層、１０ｄは第４層、１１ａ〜１１ｈは配線パターン、１２ａ〜１２ｌはスルーホール、１３ａ，１３ｂは発熱源、１４ａ〜１４ｄは樹脂を示す。

図１（ａ）に示した熱設計シミュレーションモデル１０は、４つの層を持つプリント回路基板に関するものである。第１層１０ａないし第４層１０ｄは、４つの層をそれぞれモデル化したものである。図１（ｂ）に示すように、第１層１０ａには、樹脂１４ａに対して、配線パターン１１ａ，１１ｂ、スルーホール１２ａ，１２ｂ、及び発熱源１３ａが配置されている。第２層１０ｂには、樹脂１４ｂに対して、配線パターン１１ｃ，１１ｄ、及びスルーホール１２ｃ〜１２ｆが配置されている。また、第３層１０ｃには、樹脂１４ｃに対して、配線パターン１１ｅ，１１ｆ、及びスルーホール１２ｇ〜１２ｊが配置されている。さらに、第４層１０ｃには、樹脂１４ｄに対して、配線パターン１１ｇ，１１ｈ、スルーホール１２ｋ，１２ｌ、及び発熱源１３ｂが配置されている。

また、以上の熱設計シミュレーションモデル１０の構成要素の形状及び配置は、実際に設計している多層プリント回路基板の各構成要素をそのまま反映している。ただし、後述するように、伝熱解析を行う上で必要ない樹脂については、熱設計シミュレーションモデル１０から除外している。したがって、ＡＮＳＹＳなどを用いて熱設計シミュレーションモデル１０の伝熱解析を行えば、多層プリント回路基板における発熱源の熱的影響を精確に予測することが可能となる。ひいては、多層プリント回路基板の熱設計実験を繰り返し行う必要がなくなるので、多層プリント回路基板の設計業務の大幅な効率化が実現可能となる。

さらに、本発明の実施例における熱設計シミュレーションの作業概要について説明する。図２は、本発明の実施例における熱設計シミュレーションの作業概要を示すフローチャートである。本発明においては、まずＣＡＤプログラムで二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルを作成する（Ｓ１）。そして、後述する多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムを操作して、二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルから熱設計シミュレーションモデル１０の作成に必要な情報を取り出す。同時に、取り出した情報の、ＣＡＤプログラムの仕様等に起因して発生する不都合な部分を修正する。さらに、熱設計シミュレーションモデル１０を作成する上で不足する情報を入力し、熱設計シミュレーションモデル１０をシミュレーションシステムで利用可能なものにする（Ｓ２）。

次に、シミュレーションプログラムに熱設計シミュレーションモデル１０のデータを入力し、解析条件などの設定を行った上で解析を実行し（Ｓ３）、その結果をディスプレイ等に表示する（Ｓ４）。表示されている発熱源の熱的影響の解析結果が、設計上想定された範囲内であるか確認する。そして、設計上想定された範囲からはずれている場合は、Ｓ３に戻って条件の再設定を行う（Ｓ５）。また、設計上想定された範囲内であれば、多層プリント回路基板の試作を行って、熱的影響の最終的な確認を行う（Ｓ６）。

なお、図２に示した例においては、多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムの操作と、シミュレーションプログラムの操作を個別に行うものとして説明したが、多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムとシミュレーションプログラムを連動するようにしても良い。すなわち、多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムにおいて、熱設計シミュレーションモデル１０の作成、及びシミュレーションプログラムに必要な設定を行い、熱設計シミュレーションモデル１０を自動的にシミュレーションプログラムに受け渡すようにすれば、熱設計シミュレーションモデル１０の作成から解析結果の表示までを一気に行うことが可能になる。

続けて、本発明の多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムをインストールするコンピュータの構成例について説明する。図６は、多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムをインストールしたコンピュータの構成例を示す説明図である。３１はＣＰＵ、３２はＲＯＭ、３３はＲＡＭ、３４はキーボード、３５はメディアドライブ、３６はディスプレイ、３７はネットワーク・インタフェース、３８はハードディスク・ドライブ、３９はバスである。

図６に示したコンピュータは、非常に一般的なものであり、本発明の多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムは一般的なコンピュータにインストールして利用できる。もちろん、図６の構成は一例を示したにすぎず、マウス、ペンタブレットなど他のデバイスを備えていても良い。また、シミュレーションプログラムをインストールしたコンピュータにインストールして２つのプログラムを同時に利用できるようにしても良い。さらに、ネットワーク・インタフェース３７を介してシミュレーションシステムを備えたコンピュータ・ネットワークに接続しても良い。

すなわち、ネットワーク・インタフェースを有するとともに、多層プリント回路基板の二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルから全てのレイヤーの情報を取得して保存する第１の手順と、前記ラインの情報から、閉じているべき図形のラインが分断されている部分を特定し、その箇所を補修した情報を保存する第２の手順と、外部から入力された、それぞれの前記レイヤーの属性に関する情報と、前記多層プリント回路基板に形成されるビアホールに関する情報と、前記多層プリント回路基板に設けられる発熱源に関する情報とを設定するとともに、前記レイヤーの属性に関する情報から解析に不要な内部樹脂パターンに関する情報を除去して保存する第３の手順と、第３の手順で保存した情報を熱解析の実行可能なシミュレーションシステムにおいて利用可能な所定形式データに変換する第４の手順と、前記所定形式データを前記ネットワーク・インタフェースから送信する第５の手順を実行可能な多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムがインストールされた第１のコンピュータと、伝熱解析可能なシミュレーションプログラムがインストールされ、ディスプレイと、ネットワーク・インタフェースを有するとともに、このネットワーク・インタフェースによって該第１のコンピュータから送出された前記所定形式データを受信し、受信した前記所定形式データに基づいて前記シミュレーションプログラムによって伝熱解析を実行し、解析結果を前記ディスプレイで表示可能な第２のコンピュータと、を備えたことを特徴とするコンピュータ・ネットワークシステム、とすることが可能である。

次に、二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルからシミュレーションプログラムで利用可能な熱設計シミュレーションモデルを作成する多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムの動作について説明する。図３及び図４は、多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムの動作を示すフローチャート（１）及び（２）である。なお、これらの図では、上述のように多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムとシミュレーションプログラムを連動するようにした例である。また、これらのプログラムは、図６に示したコンピュータにインストールされたものとして説明する。さらに、以下の例においては、二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルに含まれるパターンの加工作業と、熱設計シミュレーションモデルの作成作業とを独立して実行可能なプログラムとして説明する。

二次元ＣＡＤ形式のフォーマットには、ＤＸＦ、ＧＤＳなど多様なフォーマットが存在する。そこで、まず多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムに対して必要なフォーマットを設定できるように、設計者等のキーボード３４の操作に従って、二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルのフォーマットをＲＡＭ３３に記憶しておく（Ｓ１１）。なお、設定状態は、設計者等が設定する、及びその設定を確認する作業を容易にするために、ディスプレイ３６に設定用のユーザインタフェースを常時表示することが好ましい。

次に、キーボード３４の操作に従って、入力される二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルの図形パターンデータの寸法単位（ｍｍ、ｃｍ、ｐｏｉｎｔなど）をＲＡＭ３３に記憶しておく（Ｓ１２）。同様に、出力する熱設計シミュレーションモデルに対する出力オプションの設定もＲＡＭ３３に記憶しておく（Ｓ１３）。この出力オプションは、シミュレーションプログラムによって異なる部分があるが、例えばＡＮＦ形式（ＡＮＳＹＳの形式）で出力するのであれば、モデルの寸法単位などの設定を可能とする。Ｓ１２及びＳ１３の動作は、多層プリント回路基板の大きさ等を設定する上で必要である。

さらに、キーボード３４の操作に従って、メディアドライブ３５に装着されたメディアからシミュレーションモデルを作成するファイルを読み出し（Ｓ１４）、読み出した各レイヤーのパターンをディスプレイ３６に表示し、設計者等が確認できるようにする（Ｓ１５）。

次に、ＣＡＤプログラムの構成の関係上、配線等のパターンが閉じた図形になっていないので、パターンを閉じたものに修復する（Ｓ１６）。Ｓ１６について、さらに詳しく説明する。図８は、多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムによるパターン修復の説明図である。二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルから読み出した図形パターンは、図８（ａ）に示すように、ポリライン頂点Ｉ及びＪが重なっており、さらに、これらとポリライン頂点Ｋの間が分断されている。そこで、Ｓ１６では、重なったポリライン頂点を整理するとともに、分断されたポリライン頂点を接続して図８（ｂ）に示すように修復する。

図３に戻り、Ｓ１６の次に、キーボード３４の操作に従って、多層プリント回路基板の層数、各レイヤーの材質などの情報をＲＡＭ３３に記憶しておく（Ｓ１７）。そして、ＲＡＭ３３に記憶した多層プリント回路基板の情報をＡＮＦ形式などのファイルに編集して、ハードディスク・ドライブ３８、またはメディアドライブ３５のメディアに保存する（Ｓ１８）。ここで、設計者等の作業をいったん終了することも可能である。なお、ここでＡＮＦ形式などのファイルとして保存することが不要な場合には、伝熱解析のためのシミュレーションモデルの作成をそのまま継続可能な構成にしても良い。この場合、作業を効率化するために、このプログラムをＳ１８でファイルの保存を行わずに、直ちにＳ１９実行できるような仕様にすることもできる。

さらに、図４のＳ１９で、設計者等の指示に従って、伝熱解析のためのシミュレーションモデルを自動的に作成するツールを起動させる（Ｓ１９）。このとき、設計者等がモデルを容易に作成でき、かつ、情報の入力漏れ等を確認できるように、ディスプレイ３６に表示されたウインドー上にモデル作成に必要となる情報を分かりやすく列挙することが望ましい。

ここで、この情報表示の事例について具体的に説明しておく。図７は、モデル作成に必要となる情報のディスプレイ表示例を示す説明図である。図７では、スルーホールを始めとして、各種パターンの厚さなどの情報をキーボード３４から入力するとともに、入力した情報をディスプレイ３６上で確認可能な構成としている。もちろん、これは一例であり、別の構成を採用しても良い。例えば、まず情報入力の対象となるパターンを表示しておき、そのパターンに必要となる厚さ等の情報を入力したら次の対象となるパターンが表示されるなどの構成であっても良い。

図４に戻り、Ｓ１９で図７に示したウインドーに対してキーボード３４から数値等の入力があったときには、それをディスプレイ３６に表示するとともに、ＲＡＭ３３に記憶しておく（Ｓ２０）。そして、キーボード３４からの指示に従って、Ｓ１８でメディアドライブ３５のメディアなどに保存したファイルを読み出す（Ｓ２１）。なお、このファイルは、Ｓ１８までの手順を実行したものであり、かつ、Ｓ２０で入力した情報に適合するものであれば、いずれのものであっても良い。また、このとき、読み出したファイルに対して、配線等が閉じていないパターンが存在するか確認することが非常に望ましい。配線等が閉じていないパターンが存在した場合には、その旨に関するメッセージをディスプレイ３６に表示するとともに、そのパターンに対する修正動作を行えるようにすることが望ましい。

次に、キーボード３４からの指示に従って、指示されたレイヤーのパターンをディスプレイ３６に表示するとともに、指定された内部樹脂パターンの抜き取りを実行し、その結果をＲＡＭ３３に記憶し、さらにディスプレイ３６に表示する（Ｓ２２）。

ここで、内部樹脂パターンの抜き取りについて具体的に説明しておく。図９は、内部樹脂パターンの抜き取り例を示す説明図である。図９において、２０，２２は金属パターン、２１は樹脂パターンを示す。図９（ａ）に示すように、配線パターンによっては、金属パターン２０と金属パターン２２との間に介在している樹脂パターン２１のように、孤島のような樹脂パターンを含んでいるものがある。樹脂パターン２１のような金属パターン内部にあるものは、伝熱解析のためのシミュレーションモデルを自動的に作成する上で障害になる場合がある。そこで、伝熱解析の計算精度を向上させるために、設計者等の指示に従ってあらかじめ抜きとっておくことがこの手順の目的である。

図４に戻り、Ｓ２２の次に、キーボード３４からの指示に従って、指示されたトランス、ＣＰＵなどのパターンを発熱源と、発熱源が接続されるレジストパターンを設定し、さらに発熱源を部品面に指定するか、はんだ面に指定するかの設定も指示に従って行い、これらの設定情報をＲＡＭ３３に記憶する（Ｓ２３）。さらに、キーボード３４からの指示に従って、各パターンの熱伝導率や熱放射率や、熱輻射の有無等の設定、多層プリント回路基板の設置方向、各シミュレーションプログラムに特有なオプションの設定などをＲＡＭ３３に記憶する（Ｓ２４〜Ｓ２６）。なお、Ｓ２２からＳ２６まで設定内容についても、ディスプレイ３６に表示して設計者等の確認を容易にすることが非常に望ましい。また、Ｓ２２からＳ２６までの順序は、適宜入れ替えが可能である。

そして、ＲＡＭ３３に記憶した情報をＡＮＳＹＳなどの各シミュレーションプログラムに渡して伝熱解析を実行させる（Ｓ２７）。解析が終了したら、その解析結果画像をシミュレーションプログラムがディスプレイ３６に表示し（Ｓ２８）、さらにこの画像をメディアドライブ３５のメディアなどに保存する（Ｓ２９）。以上で、多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムを終了する。なお、伝熱解析を繰り返し実行することを容易にするために、多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムを、Ｓ２９の終了後にＳ１９以降の手順を実行可能な状態で待機するようにしても良い。なお、以上の各手順の動作制御は、ＣＰＵ３１で行う。

また、本発明は、多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムとシミュレーションプログラムとを連動させずに、全く別個のものとすることも可能である。図５は、シミュレーションプログラムとを連動多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムを示すフローチャートである。図５は、図４に相当するものであり、図５に先立って図３に示した手順の処理を実行することを前提としている。さらに、Ｓ２９までは図４と同じである。この例においては、Ｓ２６までの手順で得られたシミュレーションモデルに関する情報を１つのファイルとして、メディアドライブ３５のメディアなどに保存する（Ｓ３０）。この構成によれば、多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムをシミュレーションプログラムが利用困難な旧式のコンピュータにインストールすることができる。

以上のように、本発明は、図１に示したような多層プリント回路基板のシミュレーションモデルを利用して熱設計シミュレーションを行うので、解析結果の信頼性が非常に高くなる。また、試作品による試行錯誤的な実験を繰り返す必要がない。さらに、プログラム操作が簡単に簡単であるので、シミュレーションモデルの作成も極めて容易である。

本発明の実施例に係るシミュレーションモデルの構成を示す説明図である。本発明の実施例における熱設計シミュレーションの作業概要を示すフローチャートである。多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムの動作を示すフローチャート（１）である。多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムの動作を示すフローチャート（２）である。シミュレーションプログラムとを連動多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムを示すフローチャートである。多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムをインストールしたコンピュータの構成例を示す説明図である。モデル作成に必要となる情報のディスプレイ表示例を示す説明図である。多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラムによるパターン修復の説明図である。内部樹脂パターンの抜き取り例を示す説明図である。従来技術に係る多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション方法を示す説明図である。

符号の説明

１０：熱設計シミュレーションモデル
１０ａ：第１層
１０ｂ：第２層
１０ｃ：第３層
１０ｄ：第４層
１１ａ〜１１ｈ：配線パターン
１２ａ〜１２ｌ：スルーホール
１３ａ，１３ｂ：発熱源
１４ａ〜１４ｄ：樹脂
２０：金属パターン
２１：樹脂パターン
２２：金属パターン
３１：ＣＰＵ
３２：ＲＯＭ
３３：ＲＡＭ
３４：キーボード
３５：メディアドライブ
３６：ディスプレイ
３７：ネットワーク・インタフェース
３８：ハードディスク・ドライブ
３９：バス
４０：熱設計シミュレーションモデル
４０ａ：第１層
４０ｂ：第２層
４０ｃ：第３層
４０ｄ：第４層
４１ａ〜４１ｈ：配線パターン
４２ａ〜４２ｌ：スルーホール
４３ａ，４３ｂ：発熱源
４４ａ〜４４ｄ：樹脂

Claims

コンピュータ上で多層プリント回路基板をモデル化し、そのモデルに対して伝熱解析を行って多層プリント回路基板の伝熱状態を予測することにより、前記多層プリント回路基板の熱設計を支援する多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援方法であって、
ＣＡＤシステムで作成された前記多層プリント回路基板の二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルを準備し、
その作図データファイルから、全てのレイヤーのラインの情報を取得して保存し、
前記ラインの情報からループ状のラインが分断された部分を特定し、その箇所を補修した情報を保存し、
それぞれの前記レイヤーの属性に関する情報と、前記多層プリント回路基板に形成されるビアホールに関する情報と、前記多層プリント回路基板に設けられる発熱源に関する情報とを設定するとともに、解析に不要な内部樹脂パターンに関する情報を除去して保存し、
保存したすべての情報をシミュレーションシモデルとして熱解析の実行可能なシミュレーションシステムに入力し、そのシミュレーションシステムにおいて熱解析を実行することを特徴とする多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援方法。
前記レイヤーの属性に関する情報は、それぞれの前記レイヤーの厚さに関する情報、前記レイヤーの材質に関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援方法。
多層プリント回路基板の二次元ＣＡＤ形式の作図データファイルから全てのレイヤーの情報を取得して記憶手段に保存する第１の手順と、
前記ラインの情報から、閉じているべき図形のラインが分断されている部分を特定し、その箇所を補修した情報を前記記憶手段に保存する第２の手順と、
入力手段から入力された、それぞれの前記レイヤーの属性に関する情報と、前記多層プリント回路基板に形成されるビアホールに関する情報と、前記多層プリント回路基板に設けられる発熱源に関する情報とを設定するとともに、前記レイヤーの属性に関する情報から解析に不要な内部樹脂パターンに関する情報を除去して前記記憶手段に保存する第３の手順と、
第３の手順で保存した情報を熱解析の実行可能なシミュレーションシステムにおいて利用可能な所定形式データに変換する第４の手順と、
前記所定形式データをファイルとして出力する第５の手順をコンピュータ上で実行することを特徴とする多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラム。
前記第５の手順に代えて、前記シミュレーションシステムへ前記所定形式データをシミュレーションモデルとして入力し、前記前記シミュレーションシステムに前記多層プリント回路基板の熱設計シミュレーションを実行させる手順を実行することを特徴とする請求項３に記載の多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラム。
前記レイヤーの属性に関する情報は、それぞれの前記レイヤーの高さに関する情報、前記レイヤーの材質に関する情報を含むことを特徴とする請求項３に記載の多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラム。
前記前記レイヤーの属性に関する情報は、さらに、伝熱解析に必要な解析対象レイヤーの選択に関する情報を含むことを特徴とする請求項５に記載の多層プリント回路基板の熱設計シミュレーション支援プログラム。