JP2009003892A - プリント基板設計検証システム、プリント基板設計検証方法及びプリント基板設計検証プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プリント基板設計図のCADデータを検証するプリント基板設計検証システムであって、CADデータを入力するCADデータ入力手段100と、入力したCADデータから、プリント基板に実装される部品の外形を示す部品外形の位置情報と、プリント基板に実装される部品の種別を示すシルク文字の位置情報とを抽出し、抽出した部品外形及びシルク文字の位置情報に基づいて、シルク文字の入れ違い箇所を判断する検証手段200と、シルク文字の入れ違い箇所を表示するエラー表示手段400とを備える。
【選択図】図1
Description
例えば、特許文献1には、プリント基板の部品実装面にシルク印刷される部品図形(部品外形、端子配列など)や部品記号(部品種別、端子番号など)の配置が予め定められている設計基準を満足しているか否かを判別するとともに、設計基準を満足していないと判別された部品図形や部品記号の配置を自動的に修正するプリント基板実装設計用計算機支援装置が開示されている。
具体的には、部品図形や部品記号の重なりを判別するとともに、部品図形や部品記号が重なっていると判別した場合に、部品記号の位置を移動させるなどの自動修正処理が行われるようになっている。
このように部品配置の高密度化や、部品サイズの縮小化を行なうと、部品図形の近くに部品記号を配置することができなくなり、特に、抵抗やコンデンサでは、部品記号のサイズより部品図形のサイズが小さい場合もある。
このとき、部品図形から離して記述した部品記号同士の位置関係は、部品図形同士の位置関係と同様にすることが好ましい。このようにすると、部品図形と部品記号との関係を容易に認識することが可能になる。
一般的なCADシステムには、部品図形と部品記号との間に補助線を表示する機能があるが、複数の部品記号を部品図形と離れた位置にまとめて配置すると、補助線で位置関係を把握することが難しくなる。
このため、従来においては、部品図形と部品記号との位置関係の相違を防ぐために、実装設計者がプリント基板設計図を紙に出力して目視によるチェック・確認を行っていた、このような目視によるチェックは、確認・チェックのための時間が必要以上にかかる上に、チェック漏れ等が発生するという問題があった。
図1は、本発明の一実施形態に係るプリント基板設計検証システムの構成例を示すブロック図である。
この図に示すプリント基板設計検証システムは、プリント基板設計図やプリント基板組立図のCADデータを検証するシステムであって、例えば、プリント基板設計検証プログラムを導入したコンピュータからなり、CADデータ入力手段100、検証手段200、データ記憶手段300及びエラー表示手段400を備えて構成されている。
検証手段200は、入力したCADデータから、プリント基板に実装される部品の外形や端子配列を示す部品図形の位置情報と、プリント基板に実装される部品の種別や端子番号を示す部品記号の位置情報とを抽出し、抽出した部品図形及び部品記号の位置情報に基づいて、部品記号の入れ違い箇所を判断する。
データ記憶手段300は、CADデータ入力手段100が入力したCADデータや、検証手段200が生成した中間データ、検証結果データなどを記憶する。
エラー表示手段400は、部品記号の入れ違い箇所を表示する。例えば、CADデータからなるプリント基板設計図やプリント基板組立図の表示画面において、部品記号の入れ違い箇所を別色にてエラー表示する。
部品図形−部品記号間隔算出手段202は、抽出した部品図形の外形面積を算出するとともに、部品図形とその部品記号との間隔を算出する。
部品図形位置関係特定手段203は、抽出した部品図形の位置情報に基づいて、部品図形同士の位置関係を特定する。
部品記号位置関係特定手段204は、抽出した部品記号の位置情報に基づいて、部品記号同士の位置関係を特定する。
エラー箇所判断手段205は、特定した部品図形同士及び部品記号同士の位置関係に基づいて、部品記号の入れ違い箇所を判断する。
これによって、部品記号の入れ違いが生じ難く、目視によるチェックも容易な部品図形とその部品記号、すなわち外形面積が広い部品図形とその部品記号を検証処理の対象から除外することにより、検証処理の効率を高めることができる。
これによって、部品記号の入れ違いが生じ難く、目視によるチェックも容易な部品図形とその部品記号、すなわち間隔が狭い部品図形とその部品記号を検証処理の対象から除外することにより、検証処理の効率を高めることができる。
なお、以下に示す本実施形態のプリント基板設計検証システムの処理対象となるCADデータは、プリント基板設計図であって、入力したCADデータから、プリント基板に実装される部品の外形をシルク印刷で示す部品図形(以下、部品外形又は部品という。)の位置情報と、プリント基板に実装される部品の種別をシルク印刷で示す部品記号(以下、シルク文字又はシルクという。)の位置情報とを抽出し、抽出した部品外形及びシルク文字の位置情報に基づいて、シルク文字の入れ違い箇所を判断する場合について説明する。
同図に示すように、プリント基板設計検証システムの処理対象となるCADデータは、後述する部品外形情報データベース及びシルク文字情報データベースに格納されるようになっている(図11〜12参照)。
具体的には、本実施形態に係るCADデータは、図2に示すように、プリント基板に配置される部品外形、シルク文字に関するデータ項目として、例えば、部品記号(A種別)、実装面(B種別)、左下位置情報(C種別)、右上位置情報(D種別)、部品外形面積(E種別)、部品とシルクの間隔(F種別)、上側で最短間隔の部品記号(G1種別)、上側で2番目に近い間隔の部品記号(G2種別)、上側で3番目に近い間隔の部品記号(G3種別)、下側で最短間隔の部品記号(H1種別)、下側で2番目に近い間隔の部品記号(H2種別)、下側で3番目に近い間隔の部品記号(H3種別)、左側で最短間隔の部品記号(I1種別)、左側で2番目に近い間隔の部品記号(I2種別)、左側で3番目に近い間隔の部品記号(I3種別)、右側で最短間隔の部品記号(J1種別)、右側で2番目に近い間隔の部品記号(J2種別)、右側で3番目に近い間隔の部品記号(J3種別)、相違(入れ違い)の部品記号(K種別)などが含まれている。
部品記号(A種別)は、プリント基板の部品外形、シルク文字に割り当てられている情報で、部品外形とシルク文字を1対1の関係で関連付ける情報である。
実装面(B種別)は、部品外形、シルク文字が印刷される面の情報であり、基準となる面を「部品面」、反対側の面を「はんだ面」とする。
左下位置情報(C種別)は、水平をX軸、垂直をY軸とし、部品外形の場合、外形内で最も左側の位置をX座標、外形内で最も下側の位置をY座標で示し、シルク文字の場合は、文字列の左下位置をXY座標で示す情報である。
右上位置情報(D種別)は、水平をX軸、垂直をY軸とし、部品外形の場合、外形内で最も右側の位置をX座標、外形内で最も上側の位置をY座標で示し、シルク文字の場合は、文字列の右上位置をXY座標で示す情報である。
部品とシルクの間隔(F種別)は、図3に示すように、部品外形とシルク文字のA、B種別が同一の場合、部品外形とシルク文字の間隔(図3に示すL1,L2)をC、D種別の情報から算出し、算出した間隔が、予め設定された間隔より短い場合は「近い」、長い場合は「該当」という情報を入れ、部品外形とシルク文字の間隔の識別に用いる情報である(後述する図11〜12参照)。
なお、上記のような間隔L1,L2は、例えば、図3に示す式を用いて算出することができる。
なお、上側に存在する部品外形及びシルク文字の間隔L1,L2は、例えば、図4に示す式を用いて算出することができる。
なお、下側に存在する部品外形及びシルク文字の間隔L1,L2は、例えば、図5に示す式を用いて算出することができる。
なお、左側に存在する部品外形及びシルク文字の間隔L1,L2は、例えば、図6に示す式を用いて算出することができる。
なお、右側に存在する部品外形及びシルク文字は、例えば、図7に示す式を用いて算出することができる。
相違の部品記号(K種別)は、部品外形とシルク文字の位置関係が、上下又は左右で逆になっている場合、つまりシルク文字の入れ違いを検出した場合に、該当する部品記号(2つ)の情報を入れ、入れ違い箇所の識別に用いる情報である。
図8は、本発明の実施形態に係るプリント基板設計検証システムの処理対象となるプリント基板の例を示す説明図である。
この図に示すプリント基板は、両面実装プリント基板であって、部品面にのみ部品外形及びシルク文字を配置している場合である。
同図中、シルク文字に係る基板上の記述は、太文字(シルク文字)又は太線(シルク線)で示している。
部品外形は6点(A1〜A6)であり、符号(1)が部品A1の外形、符号(2)が部品A2の外形、符号(3)が部品A3の外形、符号(4)が部品A4の外形、符号(5)が部品A5の外形、符号(6)が部品A6の外形を示す。
ここで、符号(7)、(12)で示されるシルク文字は、符号(1)、(6)で示される部品外形の近くに配置されるが、符号(8)〜(11)で示されるシルク文字は、符号(2)〜(5)で示される部品外形の近くに十分なスペースが無いため、基板上の部品が配置されない領域に、符号(2)〜(5)で示される部品外形と同様の位置関係で配置されるとともに、シルク線によって関連付けされている。
例えば、図8の符号(3)で示す部品外形の情報リストは、部品記号(A種別)を「A3」、実装面(B種別)を「部品面」、左下位置情報(C種別)を「29,37」、右上位置情報(D種別)を「37,41」、部品外形面積(E種別)を「該当」、部品とシルクの間隔(F種別)を「該当」、上側の部品記号(G1〜G3種別)を「無」、下側の部品記号(H1〜H3種別)を「無」、左側の部品記号(I1〜I3種別)を「無」、右側の部品記号(J1〜J3種別)を「無」としてデータ化される。
同様に、シルク文字情報は、図12に示すようなシルク文字情報データベースとしてデータ化することができる。
図9及び図10は、本発明の実施形態に係るプリント基板設計検証システムの処理手順を示すフローチャートである。
図9に示すように、プリント基板設計検証システムは、まず、初期設定(S1)を行った後に、ユーザの操作に従い、CADデータ入力手段100でCADデータの入力を行う。入力するCADデータは、例えば、ユーザが予めCADソフトウェアを用いて設計したプリント基板設計図情報である。
ここでは、図8に示したプリント基板のCADデータが入力された場合を例にとって説明する。
具体的には、CADデータ解析手段201が作成した部品外形情報データベース(図11参照)を順々に参照して、左下位置情報(C種別)及び右上位置情報(D種別)から部品外形の面積を算出し、面積の識別を行う。
同様に、符号(2)の部品外形は、横が「4(27-23=4)」、縦が「8(42-34=8)」で面積が「32(4×8=32)」になり、初期設定の面積「100」より狭いので、部品外形面積(E種別)は「該当」のままとする(図13参照)。
上記以外の部品についても同様であり、書き換えられた部品外形情報データベースは図13に示す通りである。
具体的には、CADデータ解析手段201が作成した部品外形情報データベースとシルク文字情報データベースの部品記号(A種別)、実装面(B種別)、左下位置情報(C種別)、右上位置情報(D種別)、部品外形面積(E種別)から、部品外形とシルク文字の間隔を算出し、部品外形とシルク文字との位置関係の識別を行う。
ここで、符号(1)の部品外形は、部品外形面積(E種別)が「広い」ため、符号(7)のシルク文字における部品外形面積(E種別)を「該当」から「広い」に書き換え、つぎのシルク文字にスキップする。
符号(12)のシルク文字は、部品記号(A種別)が「A6」、実装面(B種別)が「部品面」で同一のことから、符号(6)の部品外形と関連付けされていると判断する。
つまり、符号(12)のシルク文字は、符号(6)で示される部品図形の部品記号を表示していると判断する。
そして、符号(6)の左下位置情報(C種別)、右上位置情報(D種別)、符号(12)の左下位置情報(C種別)、右上位置情報(D種別)から間隔を算出すると、「1」になり、初期設定の間隔「3」以下であるため、部品とシルクの間隔(F種別)を「該当」から「近い」に書き換える。
上記以外の部品、シルク文字についても同様であり、書き換えられた部品外形情報データベースを図14に、シルク文字情報データベースを図15に示す。
具体的には、部品外形−部品記号間隔算出手段202が作成した部品外形情報データベースを順々に参照して、部品記号(A種別)、実装面(B種別)、左下位置情報(C種別)、右上位置情報(D種別)から同一実装面の部品外形同士の間隔を算出するとともに、この間隔から部品外形同士の位置関係を特定し、上側の部品記号(G1〜G3種別)、下側の部品記号(H1〜H3種別)、左側の部品記号(I1〜I3種別)、右側の部品記号(J1〜J3種別)の情報を該当する部品記号に書き換える。
ただし、部品外形面積(E種別)が「広い」場合や、部品とシルクの間隔(F種別)が「近い」場合は、処理をスキップする。
また、符号(3)の部品外形も、同上の識別条件から、間隔「4(37-33=4)」で上側に配置されていると判断する。
また、符号(6)の部品外形は、同上の識別条件から、間隔「1(29-28=1)」で下側に配置されていると判断する。
また、符号(1)の部品外形は、同上の識別条件から、間隔「1(23-22=1)」で左側に配置されていると判断することができるが、部品外形面積(E種別)が「広い」ため、無視する。
上記以外の部品についても同様であり、書き換えられた部品外形情報データベースを図16に示す。
具体的には、部品図形−部品記号間隔算出手段202が作成したシルク文字情報データベースを順々に参照して、部品記号(A種別)、実装面(B種別)、左下位置情報(C種別)、右上位置情報(D種別)から、同一実装面のシルク文字同士の間隔を算出するとともに、この間隔からシルク文字同士の位置関係を特定し、上側の部品記号(G1〜G2種別)、下側の部品記号(H1〜H2種別)、左側の部品記号(I1〜I2種別)、右側の部品記号(J1〜J2種別)の情報を該当する部品記号に書き換える。
ただし、部品外形面積(E種別)が「広い」場合や、部品とシルクの間隔(F種別)が「近い」場合は、処理をスキップする。
また、符号(10)のシルク文字は、同上の識別条件から、間隔「2(35-33=2)」で右側に配置されていると判断する。よって、符号(9)の左側の部品記号(I1種別)は「A2」、右側の部品記号(J1種別)は「A4」に書き換える。
上記以外のシルク文字についても同様であり、書き換えられたシルク文字情報データベースを図17に示す。
具体的には、部品図形位置関係特定手段203が作成した部品外形情報データベースと部品記号位置関係特定手段204が作成したシルク文字情報データベースにおいて、部品記号(A種別)と実装面(B種別)が同一のリストを参照し、さらに、その中から、シルク文字の上側の部品記号(G1〜G2種別)と、部品外形の下側の部品記号(H1〜H3種別)を順々に比較し、同一の部品記号が存在するリストを検索する。同一の部品記号が存在した場合は、シルク文字情報データベースの部品記号(A種別)とシルク文字の上側の部品記号(G1種別)をK種別とし、相違リストを作成する。
ただし、部品外形面積(E種別)が「広い」場合や、部品とシルクの間隔(F種別)が「近い」場合は、処理をスキップする。
符号(10)の上側の部品記号から順に符号(4)の情報と比較する。
符号(10)の上側の部品記号(G1種別)は「無」のため、符号(10)の下側の部品記号(H1種別)にスキップする。
符号(10)の下側の部品記号(H1種別)も「無」のため、符号(10)の左側の部品記号(I1種別)にスキップする。
符号(4)の右側の部品記号(J1種別)は「無」のため、符号(10)の右側の部品記号(J1)にスキップする。
符号(10)の右側の部品記号(J1)は「無」のため、相違リストは作成されずに符号(10)の処理は終了する。
上記以外のシルク文字についても相違はないため、図8では相違リストは作成されない。従って、図8に示すプリント基板の場合は、相違リストが作成されないため、部品外形とシルク文字の位置関係に相違が無いことになる。
図18に示すプリント基板では、符号(32)で示す部品A2のシルク文字と、符号(31)で示す部品A5のシルク文字を入換え、部品外形とシルク文字の位置関係に相違が発生するようにしてある。
そして、図9で示したフローチャートのステップS1〜S7の処理が行われ、部品外形情報データベースについては、図8に示すプリント基板と同様の図16に示すようになるが、シルク文字情報データベースについては図19に示すようになる。
図18に示す符号(31)のシルク文字で説明すると、符号(31)のシルク文字は、部品記号(A種別)、実装面(B種別)から、符号(5)の部品外形と関連付けされていると判断する。
符号(31)の上側の部品記号(G1種別)は「A6」のため、符号(5)の下側の部品記号(H1種別)と比較する。
符号(5)の下側の部品記号(H1種別)は「無」のため、符号(31)の上側の部品記号(G2種別)にスキップする。
符号(31)の下側の部品記号(H1種別)は「A2」のため、符号(5)の上側の部品記号(G1種別)と比較する。
符号(5)の上側の部品記号(G1種別)は「A2」のため、同一の部品記号である。
この場合、符号(31)の部品記号(A種別)である「A5」と、符号(31)の下側の部品記号(H1種別)である「A2」をK種別とし、相違リストが作成される。
作成された相違リストの具体例を図20に示す。
符号(32)の上側の部品記号(G1種別)は「A5」のため、符号(2)の下側の部品記号(H1種別)と比較する。
符号(2)の下側の部品記号(H1種別)は「A5」のため、同一の部品記号である。
この場合、符号(32)の部品記号(A種別)である「A2」と、符号(32)の下側の部品記号(H1種別)である「A5」をK種別とし、相違リストが作成される。
作成される相違リストは、図20に示す通りである。
具体的には、エラー箇所判断手段205が作成した相違リストを順々に参照して、2つペアの部品記号(K種別)で同一の組み合わせの項目を検索する。
図18で説明すると、相違リストの番号1が「A2,A5」、番号2が「A5,A2」で同一の組み合わせのため、部品記号「A2」、「A5」のシルク文字位置が相違していると表示される。
さらに、本実施形態の検証手段200は、部品外形とそのシルク文字との間隔を算出し、間隔が所定以上の部品外形やシルク文字を無視するので、検証処理の効率を高めることができる。つまり、間隔が狭い部品外形とシルク文字は、シルク文字の入れ違いが生じ難く、目視によるチェックも容易であるため、検証処理の対象から除外して検証処理の効率を高めることができる。
例えば、上述した実施形態では、部品外形とその部品記号を示すシルク文字を対象とし、シルク文字の入れ違いを検出しているが、端子配列とその端子番号を示すシルク文字を対象として、シルク文字の入れ違いを検出してもよい。
また、上記実施形態では、プリント基板設計図を対象として、シルク文字の入れ違いを検出しているが、プリント基板組立図の部品図形とその部品記号を対象とし、部品記号の入れ違いを検出することもできる。
200 検証手段
201 CADデータ解析手段
202 部品図形−部品記号間隔算出手段
203 部品図形位置関係特定手段
204 部品記号位置関係特定手段
205 エラー箇所判断手段
300 データ記憶手段
400 エラー表示手段
(1)〜(6) 部品外形(部品図形)
(7)〜(12) シルク文字(部品記号)
(31)〜(36) シルク文字(部品記号)
Claims (8)
- プリント基板設計図及び/又はプリント基板組立図のCADデータを検証するプリント基板設計検証システムであって、
前記CADデータを入力するCADデータ入力手段と、
入力した前記CADデータから、プリント基板に実装される部品の外形及び/又は端子配列を示す部品図形の位置情報と、プリント基板に実装される部品の種別及び/又は端子番号を示す部品記号の位置情報とを抽出し、抽出した部品図形及び部品記号の位置情報に基づいて、部品記号の入れ違い箇所を判断する検証手段と、
部品記号の入れ違い箇所を表示するエラー表示手段と、を備える
ことを特徴とするプリント基板設計検証システム。 - 前記検証手段が、
入力した前記CADデータから、プリント基板に実装される部品の外形及び/又は端子配列を示す部品図形の位置情報と、プリント基板に実装される部品の種別及び/又は端子番号を示す部品記号の位置情報とを抽出するCADデータ解析手段と、
抽出した部品図形の位置情報に基づいて、部品図形同士の位置関係を特定する部品図形位置関係特定手段と、
抽出した部品記号の位置情報に基づいて、部品記号同士の位置関係を特定する部品記号位置関係特定手段と、
特定した部品図形同士及び部品記号同士の位置関係に基づいて、部品記号の入れ違い箇所を判断するエラー箇所判断手段と、を備える
請求項1記載のプリント基板設計検証システム。 - 前記検証手段が、
部品図形の外形面積を算出し、外形面積が所定以上の部品図形及び/又は当該部品図形の部品記号を無視する
請求項1又は2記載のプリント基板設計検証システム。 - 前記検証手段が、
部品図形とその部品記号との間隔を算出し、間隔が所定以上の部品図形及び/又は部品記号を無視する
請求項1〜3のいずれか一項記載のプリント基板設計検証システム。 - プリント基板設計図及び/又はプリント基板組立図のCADデータを検証するプリント基板設計検証方法であって、
前記CADデータを入力し、
入力した前記CADデータから、プリント基板に実装される部品の外形及び/又は端子配列を示す部品図形の位置情報と、プリント基板に実装される部品の種別及び/又は端子番号を示す部品記号の位置情報とを抽出し、
抽出した部品図形及び部品記号の位置情報に基づいて、部品記号の入れ違い箇所を判断し、
部品記号の入れ違い箇所を表示する
ことを特徴とするプリント基板設計検証方法。 - 入力した前記CADデータから、プリント基板に実装される部品の外形及び/又は端子配列を示す部品図形の位置情報と、プリント基板に実装される部品の種別及び/又は端子番号を示す部品記号の位置情報とを抽出した後、
抽出した部品図形の位置情報に基づいて、部品図形同士の位置関係を特定するとともに、抽出した部品記号の位置情報に基づいて、部品記号同士の位置関係を特定し、
特定した部品図形同士及び部品記号同士の位置関係に基づいて、部品記号の入れ違い箇所を判断する
請求項5記載のプリント基板設計検証方法。 - コンピュータに、プリント基板設計図及び/又はプリント基板組立図のCADデータを検証させるプリント基板設計検証プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記CADデータを入力させ、
入力した前記CADデータから、プリント基板に実装される部品の外形及び/又は端子配列を示す部品図形の位置情報と、プリント基板に実装される部品の種別及び/又は端子番号を示す部品記号の位置情報とを抽出させ、
抽出した部品図形及び部品記号の位置情報に基づいて、部品記号の入れ違い箇所を判断させ、
部品記号の入れ違い箇所を表示させる
ことを特徴とするプリント基板設計検証プログラム。 - 前記コンピュータに、
入力した前記CADデータから、プリント基板に実装される部品の外形及び/又は端子配列を示す部品図形の位置情報と、プリント基板に実装される部品の種別及び/又は端子番号を示す部品記号の位置情報とを抽出させた後、
抽出した部品図形の位置情報に基づいて、部品図形同士の位置関係を特定させるとともに、抽出した部品記号の位置情報に基づいて、部品記号同士の位置関係を特定させ、
特定した部品図形同士及び部品記号同士の位置関係に基づいて、部品記号の入れ違い箇所を判断させる
請求項7記載のプリント基板設計検証プログラム。
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