JP2011029285A - プリント基板試験支援装置、プリント基板試験支援方法、及びプリント基板試験支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 高密度実装のプリント基板の製造後における実測試験を効率的に支援することのできるプリント基板試験支援装置、プリント基板試験支援方法、及びプリント基板試験支援プログラムを提供することを課題とする。
【解決手段】 配線パターンの属性情報を入力する入力部と、入力部に入力される属性情報に該当する配線パターンの位置情報、パターン抜け領域の位置情報及び大きさ情報、及び劣化度合情報に基づき、入力部に入力される属性情報に該当する配線パターンにおける信号特性の劣化度合を求める劣化度合処理部と、劣化度合処理部によって劣化度合が求められた配線パターンのうち、劣化度合が所定の度合以上の配線パターンを実測試験用に抽出する抽出処理部とを含む。
【選択図】図６

Description

プリント基板の試験を支援するプリント基板試験支援装置、プリント基板試験支援方法、及びプリント基板試験支援プログラムに関する。

電子装置のプリント基板では、実装する電子素子の数の増大、及びプリント基板の小型化等により、高密度実装が進んでいる。

高密度実装が進むに連れ、プリント基板における電流の経路は複雑化し、配線のインピーダンスの不整合又はクロストーク等の問題が生じやすくなっている。このため、高密度実装のプリント基板には益々高度な回路設計が求められている。

このような高密度実装が行われるプリント基板には、配線構造を確認する作業が必要になるが、作業量が膨大になるため、設計者を支援する種々の装置が提案されていた。例えば、適正な配線構造を計算する装置、測定用の配線パターンを有するプリント基板等があった。

特開２００１−３３１５３９号公報 特開２００１−２１７５０８号公報

上述のような高密度実装により、プリント基板の配線構造等の確認に要する作業量は益々膨大になり、作業に必要なコスト及び時間は多大なものになっている。このため、例えば、プリント基板の製造後に、プリント基板と設計データの整合性を実測する試験をすべての配線について行うことは、非常に困難である。

しかしながら、高密度実装のプリント基板の製造後における実測試験を効率的に支援する装置は提案されていなかった。

そこで、高密度実装のプリント基板の製造後における実測試験を効率的に支援するプリント基板試験支援装置、プリント基板試験支援方法、及びプリント基板試験支援プログラムを提供することを目的とする。

本発明の実施の形態のプリント基板試験支援装置は、プリント基板に形成される配線パターンの試験を支援するためのプリント基板試験支援装置であって、前記配線パターンの属性及び位置を表す属性情報及び位置情報を関連付けて格納する第１データベースと、前記プリント基板のベタパターンのパターン抜け領域の位置及び大きさを表す位置情報及び大きさ情報を格納する第２データベースと、前記配線パターン及び前記パターン抜け領域の位置関係と、前記パターン抜け領域の大きさとに対する前記配線パターンの信号特性の劣化度合を表す劣化度合情報を格納する第３データベースと、前記配線パターンの属性情報を入力する入力部と、前記入力部に入力される属性情報に該当する配線パターンの位置情報、前記パターン抜け領域の位置情報及び大きさ情報、及び前記劣化度合情報に基づき、前記入力部に入力される属性情報に該当する配線パターンにおける信号特性の劣化度合を求める劣化度合処理部と、前記劣化度合処理部によって劣化度合が求められた配線パターンのうち、劣化度合が所定の度合以上の配線パターンを実測試験用に抽出する抽出処理部とを含む。

高密度実装のプリント基板の製造後における実測試験を効率的に支援することのできるプリント基板試験支援装置、プリント基板試験支援方法、及びプリント基板試験支援プログラムを提供できる。

実施の形態１のプリント基板試験支援装置が適用されるコンピュータシステムの斜視図である。 コンピュータシステム１０の本体部１１内の要部の構成を説明するブロック図である。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置によってプリント基板の試験の支援を行うための計算が行われる電子機器を示す図であり、（Ａ）は斜視透視図、（Ｂ）は電子機器に含まれるプリント基板を示す図である。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置によって試験の支援を行うための計算を行うプリント基板の構造を示す斜視分解図である。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置で用いるＣＡＤデータの一例を示す図である。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置の機能を示す機能ブロック図である。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置における配線パターンとベタ抜け領域の位置関係を分類した結果の一例を示す図である。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置のデータベース２０に格納される特性インピーダンスの増加係数を示す図である。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置で特性インピーダンスの劣化度合の計算を行う幅方向の範囲を説明するための図である。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置で特性インピーダンスの劣化度合の計算を行う範囲内に存在するベタ抜け領域の面積の算出方法を説明するための図である。 図１０の判定結果を表形式で示す図である。 図１０に示すベタ抜け領域によって影響を受ける配線パターンの特性インピーダンスを示す図である。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置によるプリント基板の試験の支援を行うための計算処理を表すフローチャートである。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置によるランク付け結果及び抽出結果を示す図である。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置によって特性インピーダンスの劣化度合が上位と判定されたNo.3、No.1、No.5の配線パターン６に接続された信号ビア９Ａと、最寄りのＧＮＤビア９Ｂにシルクを印刷した状態を示す図である。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置におけるベタ抜け領域８の面積を計算する他の手法を説明するための図である。 実施の形態１のプリント基板試験支援装置において測定点からベタ抜け領域８までの信号の伝搬時間を計算する方法を説明するための図である。 配線パターン６Ｂ、６Ｃとベタ抜け領域８Ａとの位置関係の一例を示す斜視図である。 図１８に示す配線パターン６Ｂ、６Ｃとベタ抜け領域８Ａとの位置関係を平面透視で示す図である。 実施の形態２のプリント基板試験支援装置の機能を示すブロック図である。 実施の形態２のプリント基板試験支援装置におけるクロストーク領域の単位面積におけるクロストークの強度を表すテーブルである。 実施の形態２のプリント基板試験支援装置においてクロストークの強度を計算する際に用いる補正係数のテーブルを示す図である。 実施の形態２のプリント基板試験支援装置でクロストークの強度を計算する際に用いるクロストーク領域の面積の算出方法を説明するための図である。 図２３の判定結果に配線パターン同士の間隔の抽出結果を付加して表形式で示す図である。 実施の形態３のプリント基板試験支援装置によるランク付け結果及び抽出結果を示す図である。

以下、本発明のプリント基板試験支援装置、プリント基板試験支援方法、及びプリント基板試験支援プログラムを適用した実施の形態について説明する。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１のプリント基板試験支援装置が適用されるコンピュータシステムの斜視図である。図１に示すコンピュータシステム１０は、本体部１１、ディスプレイ１２、キーボード１３、マウス１４、及びモデム１５を含む。

本体部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive：ハードディスクドライブ）、及びディスクドライブ等を内蔵する。ディスプレイ１２は、本体部１１からの指示により表示画面１２Ａ上に解析結果等を表示する表示部であり、例えば、液晶モニタであればよい。キーボード１３は、コンピュータシステム１０に種々の情報を入力するための入力部である。マウス１４は、ディスプレイ１２の表示画面１２Ａ上の任意の位置を指定する入力部である。モデム１５は、外部のデータベース等にアクセスして他のコンピュータシステムに記憶されているプログラム等をダウンロードする。

コンピュータシステム１０にプリント基板の試験の支援機能を持たせるプリント基板試験支援プログラム（プリント基板試験支援プログラムソフトウェア又はツール）は、ディスク１７等の可搬型記録媒体に格納されるか、モデム１５等の通信装置を使って他のコンピュータシステムの記録媒体１６からダウンロードされ、コンピュータシステム１０に入力されてコンパイルされる。

プリント基板試験支援プログラムは、コンピュータシステム１０（即ち、後述するＣＰＵ２１）をプリント基板の試験の支援機能を有するプリント基板試験支援装置として動作させる。プリント基板試験支援プログラムは、例えばディスク１７等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されていてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、ディスク１７、ＩＣカードメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体に限定されるものではなく、モデム１５又はＬＡＮ等の通信装置を介して接続されるコンピュータシステムでアクセス可能な各種記録媒体を含む。

図２は、コンピュータシステム１０の本体部１１内の要部の構成を説明するブロック図である。本体部１１は、バス２０によって接続されたプロセッサ（ＣＰＵ）２１、ＲＡＭ又はＲＯＭ等を含むメモリ部２２、ディスク１７用のディスクドライブ２３、及びハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２４を含む。実施の形態１では、ディスプレイ１２、キーボード１３、及びマウス１４は、バス２０を介してＣＰＵ２１に接続されているが、これらはＣＰＵ２１に直接的に接続されていてもよい。また、ディスプレイ１２は、入出力画像データの処理を行う周知のグラフィックインタフェース（図示せず）を介してＣＰＵ２１に接続されていてもよい。

コンピュータシステム１０において、キーボード１３及びマウス１４は、プリント基板試験支援装置の入力部である。ディスプレイ１２は、プリント基板の試験の支援機能による計算結果を画面１２Ａ上に表示する表示部である。ＣＰＵ２１は、少なくとも、第１データベースに格納された配線パターンの属性情報と位置情報、及び第２データベースに格納されたパターン抜け領域の位置情報に基づき、配線パターンにおける信号特性の劣化度合を求める劣化度合処理部と、劣化度合処理部によって劣化度合が求められた複数の配線パターンのうち、劣化度合が所定の度合以上の配線パターンを抽出する抽出処理部として機能する。

なお、コンピュータシステム１０は、図１及び図２に示す構成のものに限定されず、各種周知の要素を付加してもよく、又は代替的に用いてもよい。

図３は、実施の形態１のプリント基板試験支援装置によってプリント基板の試験の支援を行うための計算が行われる電子機器を示す図であり、（Ａ）は斜視透視図、（Ｂ）は電子機器に含まれるプリント基板を示す図である。実施の形態１では、電子機器の一例として携帯電話端末機１を示す。

図３（Ａ）に示すように、携帯電話端末機１の筐体２の外面には、表示部３及び操作部４が設けられており、筐体２の内部には、破線で示すプリント基板５が収納されている。

筐体２は、樹脂製又は金属製の筐体であり、表示部３及び操作部４を設置するための開口部を有する。表示部３は、例えば、文字、数字、画像等を表示できる液晶パネルであればよい。また、操作部４は、テンキーに加え、携帯電話端末機１の機能を選択するための種々の選択キーを含む。なお、携帯電話端末機１は、近接通信装置（赤外線通信装置、電子マネー用の通信装置等）又はカメラ等の付属装置を含んでもよい。

また、図３（Ｂ）に示すプリント基板５は、例えばＦＲ４（ガラス布基材エポキシ樹脂基板）で構成され、表面５Ａには銅箔をパターニングすることにより配線パターン６が形成されている。配線パターン６は、電子機器の駆動に必要な各種信号の伝送経路となるものである。配線パターン６は、例えば、レジストを用いたエッチング処理によってパターニングされている。

配線パターン６には、携帯電話端末１で通話、電子メール、又はインターネット等の通信を行うために必要なＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）及びメモリ等が電気的に接続されている。

プリント基板５として用いるＦＲ４は、一般に、複数の絶縁層を積層し、各絶縁層の間（層間）、積層構造の最上面、及び積層構造の最下面にパターニングされた銅箔を有する。

このため、携帯電話端末１で通話、電子メール、及びインターネット等の通信を行うために必要な配線及び回路は、ＦＲ４の層間や最下面にも形成されていてもよい。

また、プリント基板５は、配線パターン６を形成でき、回路を搭載することのできる誘電体製の基板であれば、ＦＲ４以外の基板であってもよい。

また、配線パターン６は、電力損失が小さく、導電率が高い金属であれば銅（Ｃｕ）以外の金属（例えば、アルミニウム（Ａｌ）等）であってもよい。

このようなプリント基板５に形成される配線パターン６のＣＡＤ（Computer Aided Design：コンピュータ支援設計）データは、図２に示すＨＤＤ２４に格納されている。

なお、プリント基板５は、実際には、複数の層が積層され、ＧＮＤ用又は電源用のベタパターンも形成されている。この詳細については、次に図４を用いて説明する。

図４は、実施の形態１の配線設計支援装置によって配線設計の支援を行うための計算を行うプリント基板の構造を示す斜視分解図である。

図４に示すプリント基板５は、五層構造を有する。プリント基板５は、配線パターン６とベタパターン７を含む。図４に示すプリント基板５では、配線パターン６とベタパターン７は、誘電体層５ａ〜５ｅのいずれかに形成されている。誘電体層５ａ〜５ｅは、コア材又は接着層のいずれかである。

配線パターン６は、信号を伝送するための配線又は所定形状のパターンである。ベタパターン７は、平面的に形成され、グランド電位に保持されて伝送信号の復路となるパターンである。このため、配線パターン６とベタパターン７は、配線パターン６における信号特性が良好（典型的にはインピーダンス整合が取れた状態（例えば、５０Ω））になるように設計する必要がある。

図４には、プリント基板５の五層のうちの最上層の誘電体層５ａ、二層目の誘電体層５ｂ、三層目の誘電体層５ｃ、四層目の誘電体層５ｄ、及び五層目の誘電体層５ｅを分離した状態で示す。誘電体層５ｃには、配線パターン６が形成されている。誘電体層５ｂと誘電体層５ｄには、ベタパターン７が形成されている。誘電体層５ｄに形成されたベタパターン７には、ベタ抜け領域８（８Ａ、８Ｂ）が形成されている。ベタ抜け領域８Ａ、８Ｂは、例えば、層間の配線を通すために設けられている。なお、以下の説明では、８Ａ、８Ｂを区別することなくベタ抜け領域を指す場合には、符号８を用いる。

また、プリント基板５には、信号ビア９ＡとＧＮＤビア９Ｂが形成されている。信号ビア９Ａは、誘電体層５ａ及び誘電体層５ｂを貫通し、誘電体層５ｃの配線パターン６に接続されており、誘電体層５ａの信号ビア９Ａから電子機器の駆動に必要な各種信号が入力される。ＧＮＤビア９Ｂは、誘電体層５ａから誘電体層５ｅまで貫通して形成されており、誘電体層５ｂと誘電体層５ｄのベタパターン７に接続されている。誘電体層５ａのＧＮＤビア９Ｂが接地されることにより、誘電体層５ｂと誘電体層５ｄのベタパターン７は接地電位に保持されている。

ここでは、説明の便宜上、誘電体層５ａ、５ｅに形成される配線パターン６の図示を省くが、プリント基板５は、信号線等として用いる配線パターン６が形成される層と、ベタパターン７が形成される層とが交互に積層されている。

また、図４には接地電位に保持されるベタパターン７を示すが、プリント基板５は、接地電位に保持されるベタパターン７に加えて、所定の正又は負の電位に保持される電源用のベタパターンを含んでいてもよい。

また、五層構造のプリント基板５には、最下層の誘電体層５ｅは必ずしも必要ではなく、誘電体層５ｄの裏面側に配線パターン６が形成されていてもよい。

なお、図４に示すＸ軸方向及びＹ軸方向の座標については、図５を用いて説明する。

図５は、実施の形態１のプリント基板試験支援装置で用いるＣＡＤデータの一例を示す図である。ＣＡＤデータは、プリント基板５に含まれる各層のサイズ、プリント基板５に形成されるビア等の位置、サイズ、プリント基板５に形成される各配線パターン６の層番号、信号の種類、データ速度、誘電率、電気伝導率、配線幅、銅箔厚、層間距離、配線高さ、始点位置、及び終点位置等を含む。

このようなプリント基板５のＣＡＤ（Computer Aided Design：コンピュータ支援設計）データは、図２に示すＨＤＤ２４に格納されている。

図５（Ａ）に示す表は、配線パターン６の識別子、層番号、信号名、データ速度、誘電率、配線幅、配線厚、層間距離、始点座標、及び終点座標を関連付けた第１データベースである。このうち、信号名は、配線パターン６を伝送される信号の種類を表しており、配線パターン６の属性を表す属性情報の一例として第１データベースに含まれている。また、配線幅、配線厚、層間距離、配線高さ、始点座標、及び終点座標は、配線パターン６の位置情報の一例として第１データベースに含まれている。なお、層間距離とは、ベタパターン７同士の間の距離をいう。すなわち、図４では誘電体層５ｂのベタパターン７と誘電体層５ｄのベタパターン７との間の距離を表す。また、配線高さとは、ベタパターン７に対する配線パターン６の高さをいい、図４では誘電体層５ｄのベタパターン７に対する誘電体層５ｃの配線パターン６の高さに相当する。

図５（Ｂ）に示す表は、ベタ抜け領域の識別子、層番号、直径、及び中心座標を関連付けた第２データベースである。ベタ抜け領域の識別子、層番号、直径、及び中心座標は、ベタパターン７に形成されるベタ抜け領域８の位置情報の一例を表している。

図５（Ｃ）に示す表は、ビアの識別子、層番号、接続先、直径、及び中心座標を関連付けた第４データベースである。ビアの識別子、層番号、接続先、直径、及び中心座標は、各誘電体層に形成される信号ビア９ＡとＧＮＤビア９Ｂの位置情報の一例を表している。図５（ｃ）に示す接続先は、信号の種類又はＧＮＤを表す。

なお、第３データベースとしては、ＨＤＤ２４に格納される劣化度合情報を表すデータがある。劣化度合情報については、図８を用いて後述する。

ここで、図５（Ａ）に示す始点座標と終点座標のＸ座標値、Ｙ座標値、及び、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示す中心座標のＸ座標値、Ｙ座標値は、図４に示すＸ軸、Ｙ軸における座標を表している。

図５（Ａ）に示す識別子Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の配線パターンは、図４に示す誘電体層５ｃに形成された配線パターン６を示す。配線パターン６には、信号名"data001"のデータ信号が伝送される。

図５（Ｂ）に示す識別子Ｎｏ．１、Ｎｏ．２のベタ抜け領域は、図４に示す誘電体層５ｄに形成されたベタ抜け領域８Ａ、８Ｂを示す。

図５（Ｃ）に示す識別子Ｎｏ．１のビアは、図４に示す信号ビア９Ａを示し、識別子Ｎｏ．２のビアは、図４に示すＧＮＤビア９Ｂを示す。

ここで、図４に示すように配線パターン６とベタ抜け領域８Ａ、８Ｂは近接している。これらの位置関係は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す座標値からも分かるように、Ｎｏ．１の配線パターンとＮｏ．１のベタ抜け領域（３Ａ）が近接し、Ｎｏ．３の配線パターンとＮｏ．３のベタ抜け領域（８Ｂ）が近接していることが分かる。

このように、配線パターン６とベタ抜け領域８Ａ、８Ｂが近接すると、配線パターン６の特性インピーダンスが不整合の状態になる可能性がある。インピーダンスの不整合は、信号特性の劣化をもたらす。

ここで、ベタ抜け領域によって配線パターン６に信号特性の劣化が生じるのは、図４（ａ）に示すプリント基板５では、配線パターン６が形成されている誘電体層（５ｃ）と同一の誘電体層（５ｃ）、一層上の誘電体層（５ｂ）、又は一層下の誘電体層（５ｄ）にベタ抜け領域が存在し、平面透視で近接している場合である。

実施の形態１のプリント基板試験支援装置は、プリント基板５の製造後の実測試験における作業効率を向上させるために、特性インピーダンスの劣化度合の大きい配線パターン６を計算によって求める。この特性インピーダンスの劣化度合の計算にあたっては、配線パターンに対する幅方向の範囲を設定する。幅方向の範囲の設定については、図９を用いて後述する。ここでは、その前に、実施の形態１のプリント基板試験支援装置の構成について図６を用いて説明する。

図６は、実施の形態１のプリント基板試験支援装置の機能を示す機能ブロック図である。この機能ブロックは、図２に示すＣＰＵ２１がＨＤＤ２４に格納されているプリント基板試験支援プログラムを実行することによって実現される。

ＣＰＵ２１によって実現される機能ブロックは、設計データ読出部２１１、条件作成部２１２、ベタ抜け領域検出部２１３、面積計算部２１４、劣化度合計算部２１５、抽出処理部２１６、ランク付け処理部２１７、ビア抽出処理部２１８、処理結果表示部２１９、及び管理部２２０を含む。

設計データ読出部２１１は、ＨＤＤ２４に格納されているＣＡＤデータを読み出す。

条件作成部２１２は、キーボード１３又はマウス１４を介して入力される条件に基づき、後述する特性インピーダンスの劣化度合を計算するための条件を作成する。入力される条件としては、例えば、配線パターン６によって伝送される信号の種類、特性インピーダンスの劣化度合の計算を行う幅方向の範囲、ランク付けのために抽出する際のインピーダンスの閾値等が挙げられる。

ベタ抜け領域検出部２１３は、図５（Ａ）に示す配線パターン６のＸ座標、Ｙ座標と、図５（Ｂ）に示すベタ抜け領域８のＸ座標、Ｙ座標とに基づき、平面透視における配線パターン６に対するベタ抜け領域８の位置関係を分類し、分類結果を作成する。詳細については、図７を用いて後述する。

面積計算部２１４は、条件作成部２１２によって作成された配線パターン６によって伝送される信号の種類（信号名）によって対象となる配線パターン６を抽出し、平面透視で特性インピーダンスの劣化度合の計算を行う幅方向の範囲内にあるベタ抜け領域の面積を計算する。

劣化度合計算部２１５は、ベタ抜け領域検出部２１３によって分類された配線パターン６とベタ抜け領域８の位置関係と、面積計算部２１４によって計算されたベタ抜け領域８の面積とを用いて、計算対象となる配線パターン６の特性インピーダンスの劣化度合を計算する。

抽出処理部２１６は、劣化度合処理部によって劣化度合が求められた複数の配線パターンのうち、劣化度合が所定の度合以上の配線パターンを抽出する。

ランク付け処理部２１７は、配線パターン６のランク付けを行い、配線パターン６を特性インピーダンスの目標値（５０Ω）からのずれが大きい順に並べたデータを作成する。

ビア抽出処理部２１８は、ランク付け処理部２１７によってランク付けされた配線パターン６に接続される信号ビア９Ａと、信号ビア９Ａの最寄りのＧＮＤビア９Ｂを抽出する。信号ビア９ＡとＧＮＤビア９Ｂを抽出することにより、この信号ビア９Ａの位置と、ＧＮＤビア９Ｂの位置も抽出される。ランク付け処理部２１７によってランク付けされた配線パターン６に接続される信号ビア９Ａは、図５（Ｃ）に示す第４データベースから配線パターン６の信号名に一致する信号ビア９Ａを抽出することによって特定される。最寄りのＧＮＤビア９Ｂは、抽出された信号ビア９Ａの位置に最も近いＧＮＤビア９Ｂを図５（Ｃ）に示す第４データベースから抽出することによって特定される。

処理結果表示部２１９は、ランク付け処理部２１７によってランク付けされた配線パターン６の番号と、ビア抽出処理部２１８によって抽出された信号ビア９Ａ及びＧＮＤビア９Ｂの位置を図１に示すディスプレイ１２の表示画面１２Ａに表示する。表示内容については後述する。

管理部２２０は、ＨＤＤ２４へのデータの格納を管理するデータ管理部である。

次に、実施の形態１のプリント基板試験支援装置における配線パターンとベタ抜け領域の位置関係の判定について説明する。位置関係の判定は、ベタ抜け領域検出部２１３（図６参照）によって実行される。

図７は、実施の形態１のプリント基板試験支援装置における配線パターンとベタ抜け領域の位置関係を分類した結果の一例を示す図である。

ベタ抜け領域検出部２１３は、図５（Ａ）に示す配線パターン６のＸ座標、Ｙ座標と、図５（Ｂ）に示すベタ抜け領域８のＸ座標、Ｙ座標とに基づき、平面透視における配線パターン６に対するベタ抜け領域８の位置を分類する。

また、ベタ抜け領域検出部２１３は、平面透視における位置関係の分類に加えて、ベタ抜け領域８が配線パターン６と同一層、一層上の層、又は一層下の層のいずれかにあるか否か（すなわち、ベタ抜け領域と配線パターンの間が２層以上離れていないか否か）を判定する。

具体的には、ベタ抜け領域検出部２１３は、図５（Ａ）に示す配線パターン６の各区間を表す始点及び終点のＸ座標値、Ｙ座標値と、図５（Ｂ）に示すベタ抜け領域８のＸ座標値、Ｙ座標値とのＸＹ座標上における位置関係を算出することにより、平面透視における配線パターン６に対するベタ抜け領域８の位置を分類する。平面透視における配線パターン６に対するベタ抜け領域８の位置は、配線の片側、両側、又は、真上／真下のいずれかに分類される。

また、ベタ抜け領域検出部２１３は、図５（Ａ）に示す配線パターン６の層番号から、図５（Ｂ）に示す層番号を減算した値が０、＋１、又は−１のいずれかに該当するか否かを判定する。＋２以上、又は−２以下の場合は、配線パターン６とベタ抜け領域８との間に別のベタパターン７が形成されていると考えられるため、判断対象となっている配線パターン６とベタ抜け領域８との間には、信号特性の劣化に繋がる関係がないと考えられるからである。

以上の判定を行うことにより、ベタ抜け領域検出部２１３は、配線パターン６とベタ抜け領域８の位置関係を分類し、図７に示す分類結果を表すデータを作成する。

図８は、実施の形態１のプリント基板試験支援装置のデータベース２０に格納される特性インピーダンスの増加特性を示す図である。この増加特性を表すデータは、特性インピーダンスの劣化度合を計算するために用いられるデータであり、配線パターン６とベタ抜け領域８の位置関係に対するベタ抜け領域８の単位面積あたりの特性インピーダンスの増加（劣化）を表すデータである。図８に示す増加特性を表すデータは、配線パターン６及びベタ抜け領域８の位置関係と、ベタ抜け領域８の大きさとに対する配線パターン６の信号特性の劣化度合を表す劣化度合情報の一形態であり、第３データベースとしてＨＤＤ２４に格納される。

配線パターン６とベタ抜け領域８の位置関係は、（Ａ）配線パターン６の真上又は真下にベタ抜け領域８が位置する、（Ｂ）配線パターン６の両側にベタ抜け領域８が位置する、又は、（Ｃ）配線パターン６の片側のみにベタ抜け領域８が位置する、の３つのパターンに分類できる。ここで、配線パターンの理想的な特性インピーダンスを５０（Ω）とすると、位置関係（Ｃ）、（Ｂ）、（Ａ）の順に特性インピーダンスの不整合度合が高まるため、図８に示す特性は、位置関係（Ａ）の特性インピーダンスが一番高くなり、位置関係（Ｂ）、（Ｃ）の順で特性インピーダンスが低下するように増加係数（特性の傾き）が設定されている。

実施の形態１のプリント基板試験支援装置では、特性インピーダンスの劣化度合の計算を行う範囲として設定された範囲内に存在するベタ抜け領域８の面積と、配線パターン６に対するベタ抜け領域８の位置関係とに基づいて、配線パターン６の特性インピーダンスの劣化度合を算出する。

図９は、実施の形態１のプリント基板試験支援装置で特性インピーダンスの劣化度合の計算を行う幅方向の範囲を説明するための図である。図９には、図４に示す誘電体層５ｃに形成された配線パターン６と誘電体層５ｄに形成されたベタ抜け領域８Ａの位置関係と、特性インピーダンスの劣化度合の計算を行う幅方向の範囲（計算対象となる幅方向の範囲）を拡大して示す。

実施の形態１のプリント基板試験支援装置では、計算対象となる幅方向の範囲を予め設定してから特性インピーダンスの劣化度合の計算を行う。

計算対象となる幅方向の範囲は、パラメータ入力部１０（図１参照）を介して入力する。

ここでは、例えば、配線パターン６の配線幅（０．１ｍｍ）の４０倍（４．０ｍｍ）に設定されたとする。

図９に示すように、平面透視において配線パターン６の近傍に位置するベタ抜け領域８Ａのうちの一部８ａ（ドットで示す部分）が配線パターン６から４．０ｍｍ以内に含まれる範囲である。

実施の形態１のプリント基板試験支援装置では、ベタ抜け領域８Ａのうち、計算対象となる幅方向の範囲に含まれる部分８ａによる配線パターン６の特性インピーダンスの劣化度合を求める。この特性インピーダンスの劣化度合を把握することにより、配線パターン６の信号特性に与える影響を把握することができる。

図１０は、実施の形態１のシミュレーション装置で特性インピーダンスの変化量の計算を行う幅方向の範囲内に存在するベタ抜け領域の面積の算出方法を説明するための図である。

ベタ抜け領域検出部２１３は、特性インピーダンスの変化量の計算を行う幅方向の範囲内におけるベタ抜け領域８を検出し、面積計算部２１４は、ベタ抜け領域検出部２１３の検出結果に基づいて、ベタ抜け領域８の面積を算出する。

ベタ抜け領域８の検出及び面積の計算においては、特性インピーダンスの変化量の計算の対象となる配線パターン６の始点から終点にかけて、計算を行う幅方向の範囲内にある領域を所定面積の正方形のメッシュに区画する。そして、配線パターン６をメッシュの辺の長さの区間に分割し、メッシュ毎にベタ抜け領域８の有無を判定する。

ベタ抜け領域８の有無の判定では、メッシュ内の少なくとも一部にベタ抜け領域８が存在していれば、そのメッシュはベタ抜け領域「有」と判定する。すなわち、ベタ抜け領域「無」と判定されるのは、判定対象となるメッシュ内に、ベタ抜け領域８が全く存在しない場合である。

なお、メッシュの一辺の長さは、例えば、次式（１）で表される値に設定される。

メッシュの１辺の長さ＝立上り時間伝送路の伝搬速度／任意分割数 （１）

ここでは、メッシュを表す一辺の長さを０．５ｍｍに設定するため、配線パターン６を長さ方向に０．５ｍｍの区間に分割し、面積計算部２１４が区間毎にベタ抜け領域８の面積を計算する。

なお、メッシュの座標は、メッシュの四隅の座標のうち、数値が一番小さいものを用いる。すなわち、図１０では、左下の頂点の座標値をメッシュを特定する座標として用いる。

図１０に示す例では、Ｘ＝２８．５〜３１．５の範囲、かつ、Ｙ＝２０．０〜２２．０の範囲に含まれるメッシュについて、Ｘ軸方向に０．５ｍｍ毎に刻んだ区間毎に、ベタ抜き領域８の有無を判定することになる。なお、図１０では、ベタ抜き領域「有」と判定されたメッシュ内に「有」の文字を記し、ベタ抜き領域「無」と判定されたメッシュ内に「無」の文字を記す。

また、配線パターン６の区間毎の面積は、区間毎のメッシュの数より、Ｘ＝２８．５〜２９．０の区間では０．５ｍｍ^２、Ｘ＝２９．０〜２９．５の区間では０．５ｍｍ^２、Ｘ＝２９．５〜３０．０の区間では０．５ｍｍ^２、Ｘ＝３０．０〜３０．５の区間では０．５ｍｍ^２、Ｘ＝３０．５〜３１．０の区間では０．５ｍｍ^２、Ｘ＝３１．０〜３１．５の区間では０．２５ｍｍ^２となる。

図１１は、図１０の判定結果を表形式で示す図である。

ベタ抜け領域が「有」と判定されたメッシュには、フラグ"１"を立て、ベタ抜け領域「無」と判定された単位面積には、フラグを"０"に設定する。このフラグは、劣化度合計算部２１５が特性インピーダンスの劣化度合を算出する際に用いられる。

図１１に示す判定結果では、配線パターン６の各区間におけるベタ抜け領域８の面積は、区間毎のベタ抜け領域「有り」を表すフラグ"１"の数に、メッシュの単位面積（０．２５ｍｍ^２）を乗じた値として表される。

図１２は、図１０に示すベタ抜け領域８Ａによって影響を受ける配線パターン６の特性インピーダンスを示す図である。図８に示す特性と図１１に示す判別結果に基づき、劣化度合計算部２１５によって作成される。

劣化度合計算部２１５は、図８に示す特性と図１１に示す判別結果とを用いて、配線パターンの特性インピーダンスを算出する。

ここで、配線パターン６の各区間における特性インピーダンスは、次式（２）で求まる。

特性インピーダンス＝増加係数×区間内のベタ抜け領域の面積＋オフセット値 （２）

増加係数は、図８に示す特性（１）〜（３）のいずれかの増加係数である。オフセット値は、５０（Ω）に設定される。

各区間でベタ抜け領域８Ａは配線パターン６の片側に位置しているため、図８に示す（３）の特性を用いると、Ｘ＝２８．５〜２９．０の区間では５４Ω、Ｘ＝２９．０〜２９．５の区間では５４Ω、Ｘ＝２９．５〜３０．０の区間では５４Ω、Ｘ＝３０．０〜３０．５の区間では５４Ω、Ｘ＝３０．５〜３１．０の区間では５４Ω、Ｘ＝３１．０〜３１．５の区間では５２Ωとなる。

このようにして、配線パターン６の各区間における特性インピーダンスが求まる。

劣化度合計算部２１５は、このような処理を配線パターン６の始点から終点まで行い、各区間の値を積分することにより、配線パターン６の始点から終点までのインピーダンスを求める。また、劣化度合計算部２１５は、配線パターン６の始点から終点までのインピーダンスを求めた後に、配線パターン６の特性インピーダンスの目標値（５０Ω）からのずれを計算する。

次に、実施の形態１のプリント基板試験支援装置によるプリント基板の試験の支援を行うための計算手法について説明する。以下では、図１に示すコンピュータシステム１０をプリント基板の試験の支援を行うための計算機能を有するプリント基板試験支援装置として動作させるプリント基板試験支援プログラムは、図２に示すＨＤＤ２４に格納されているものとして説明を行う。

図１３は、実施の形態１のプリント基板試験支援装置によるプリント基板の試験の支援を行うための計算処理を表すフローチャートである。図１３に示す計算は、ＣＰＵ２１が実施の形態１のプリント基板試験支援プログラムを実行することによって行われる。

ＣＰＵ２１は、計算処理をスタートさせると、まず、ＨＤＤ２４に格納されているＣＡＤデータを読み出す（ステップＳ１）。これは、ＣＰＵ２１内の設計データ読出部２１１によって行われる処理であり、図５に示すＣＡＤデータが読み出される。

次いで、ＣＰＵ２１は、特性インピーダンスの劣化度合を計算するための条件を作成する（ステップＳ２）。この処理は、キーボード１３又はマウス１４を介して入力される条件に基づき、特性インピーダンスの劣化度合を計算するための条件を作成する処理であり、ＣＰＵ２１内の条件作成部２１２によって行われる処理である。入力される条件としては、例えば、配線パターン６によって伝送される信号の種類、特性インピーダンスの劣化度合の計算を行う幅方向の範囲、ランク付けのために抽出する際のインピーダンスの閾値等が挙げられる。

次に、ＣＰＵ２１は、平面透視における配線パターン６に対するベタ抜け領域８の位置関係を分類し、分類結果を表すデータを作成する（ステップＳ３）。この処理は、図５（Ａ）に示す配線パターン６のＸ座標、Ｙ座標と、図５（Ｂ）に示すベタ抜け領域８のＸ座標、Ｙ座標とに基づき、図７に示す分類表で表されるデータを作成する処理であり、ＣＰＵ２１内のベタ抜け領域検出部２１３によって行われる処理である。

ＣＰＵ２１は、条件作成部２１２によって作成された配線パターン６によって伝送される信号の種類によって対象となる配線パターン６を抽出し、平面透視で特性インピーダンスの劣化度合の計算を行う幅方向の範囲内にあるベタ抜け領域の面積を計算する（ステップＳ４）。この処理は、ＣＰＵ２１内の面積計算部２１４によって行われる処理である。

次いで、ＣＰＵ２１は、ベタ抜け領域検出部２１３によって分類された配線パターン６とベタ抜け領域８の位置関係と、面積計算部２１４によって計算されたベタ抜け領域８の面積とを用いて、計算対象となる配線パターン６の特性インピーダンスの劣化度合を計算する（ステップＳ５）。この処理は、ＣＰＵ２１内の劣化度合計算部２１５によって行われる処理である。

ＣＰＵ２１は、劣化度合計算部２１５によって劣化度合が求められた複数の配線パターン６のうち、劣化度合が所定の度合以上の配線パターン６を抽出する（ステップＳ６）。この処理は、ＣＰＵ２１内の抽出処理部２１６によって行われる処理である。

次に、ＣＰＵ２１は、配線パターン６のランク付けを行う（ステップＳ７）。このランク付けに際して、ＣＰＵ２１は、配線パターン６を特性インピーダンスの目標値（５０Ω）からのずれが大きい順に並べたデータを作成する。この処理は、ＣＰＵ２１内のランク付け処理部２１７によって行われる処理である。

次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７でランク付けされた配線パターン６に接続される信号ビア９Ａと、信号ビア９Ａの最寄りのＧＮＤビア９Ｂを抽出する（ステップＳ８）。この処理は、ＣＰＵ２１内のビア抽出処理部２１８によって行われる処理であり、図５（Ｃ）に示す第４データベースから配線パターン６の信号名に一致する信号ビア９Ａを抽出するとともに、抽出された信号ビア９Ａの位置に最も近いＧＮＤビア９Ｂが図５（Ｃ）に示す第４データベースから抽出される。

次いで、ＣＰＵ２１は、ランク付け処理部２１７によるランク付けの結果をビア抽出処理部２１８によって抽出された信号ビア９Ａ及びＧＮＤビア９Ｂとともに図１に示すディスプレイ１２の表示画面１２Ａに表示する（ステップＳ９）。この処理は、ＣＰＵ２１内の処理結果表示部２１９によって行われる処理であり、ディスプレイ１２の表示画面１２Ａには、図１４に示すランク付け結果及び抽出結果が表示される。

以上により、特性インピーダンスの劣化度合を計算するためにＣＰＵ２１によって実行される一連の処理が終了する。

図１４は、実施の形態１のプリント基板試験支援装置によるランク付け結果及び抽出結果を示す図である。このランク付け結果及び抽出結果は、ランク付け処理部２１７によるランク付けの結果と、ビア抽出処理部２１８による抽出結果とを合わせて示す。

図１４（Ａ）は、No. 10、No. 15、No. 25、No. 64、No. 52の配線パターン６が１位から５位になったランク付けの結果と、No. 10、No. 15、No. 25、No. 64、No. 52の配線パターンに接続される信号ビア９Ａの抽出結果を表す。なお、ここでは、特性インピーダンスのずれの判定基準は２５（Ω）に設定されており、判定基準以上の配線パターン６はNo. 10、No. 15、No. 25の３つとなる。

図１４（Ｂ）は、No. 10、No. 15、No. 25の３つの配線パターン６の最寄りのＧＮＤビア９Ｂの抽出結果を示す。

管理部２２０は、図１４に示すランク付け結果及び抽出結果を表すデータをＨＤＤ２４に保存する。

図１５は、実施の形態１のプリント基板試験支援装置によって特性インピーダンスの劣化度合が上位と判定されたNo. 10、No. 15、No. 25の配線パターン６に接続された信号ビア９Ａと、最寄りのＧＮＤビア９Ｂにシルクを印刷した状態を示す図である。ここで、最寄りのＧＮＤビア９Ｂとは、特性インピーダンスの劣化度合が上位と判定されたNo. 10、No. 15、No. 25の配線パターン６に接続された信号ビア９Ａの最寄りのものである。最寄りのＧＮＤビア９Ｂは、図５（Ａ）、（Ｃ）に示す位置データに基づき、ＣＰＵ２１内のビア抽出部２１８によって抽出される。

このように、ランク付け処理部２１７によるランク付けの結果を表すデータのうち、抽出処理部２１６によって特性インピーダンスの劣化度合が判定基準以上と判定された配線パターン６にシルクを印刷すれば、プリント基板５の製造後に実測試験を行う際に、特性インピーダンスの劣化度合が大きい配線パターン６を容易に選択することができる。

以上、実施の形態１のプリント基板試験支援装置によれば、ＣＡＤデータを用いてベタ抜け領域８の面積を計算し、特性インピーダンスの劣化度合を判定する。このため、重要度の高い信号等を伝送する配線パターン６を選択すれば、膨大な数の配線パターン６の中に含まれる重要度の高い配線パターン６のうちで、特性インピーダンスの劣化度合が大きい配線パターン６を特定することができる。重要度の高い配線パターン６は、配線パターン６の属性（例えば、信号名）によって選ぶことができるので、すべての配線パターン６について計算を行う必要はなく、工程数を低減することができる。また、微小なパターン抜け等も考慮に入れて特性インピーダンスの劣化度合を計算することができるので、製造後のプリント基板の実測試験用に、微小なパターン抜け等も考慮に入れて信号特性に与える影響の大きい配線を抽出することができる。

また、劣化度合が大きい配線パターン６にシルクを印刷すれば、プリント基板５の製造後に、特性インピーダンスの劣化度合が大きい配線パターン６から選択的に実測試験を行うことができる。これにより、特性インピーダンスの劣化度合が大きい配線パターン６に対して確実に実測試験を行うことができ、また、実測試験を効率的に行えるように支援を行うことができる。

なお、以上で説明した実施の形態１のプリント基板試験支援装置における処理内容は、例えば、以下で説明するように、部分的に改変してもよい。

図１６は、実施の形態１のプリント基板試験支援装置におけるベタ抜け領域８の面積を計算する他の手法を説明するための図である。

以上の説明では、配線パターン６の始点から終点の間において、幅方向の範囲内にあるベタ抜け領域８をメッシュに分割し、単位面積毎に特性インピーダンスの劣化度合を求めた。しかしながら、図１６（Ａ）に示すように、メッシュに分割する前に、配線パターン６を所定長さＡの複数の区間に分割し、各区間でベタ抜け領域８の有無を判定した後に、ベタ抜け領域８の存在していた区間について、図１６（Ｂ）に示すようにメッシュへの分割を行い、単位面積毎に特性インピーダンスの劣化度合を計算してもよい。

また、特性インピーダンスの劣化は、例えば、ＴＤＲ（time-domain reflectormeter：時間領域反射測定器）によって測定される波形（ＴＤＲ波形）にも波形の乱れとして表れる。しかしながら、ＴＤＲによって測定される波形は、配線パターン６の始点から終点までの全ての要因による特性インピーダンスの影響を含んでいるため、ある位置にあるベタ抜け領域８による影響を抽出して把握することはできない。

実施の形態１のプリント基板試験支援装置では、ＣＡＤデータに含まれるベタ抜け領域８の面積及び位置を用いて、ベタ抜け領域８がＴＤＲ波形に与える影響を算出することもできる。

図１７は、実施の形態１のプリント基板試験支援装置において測定点からベタ抜け領域８までの信号の伝搬時間を計算する方法を説明するための図である。（Ａ）は配線パターン６とベタ抜け領域８との位置関係を概略的に示す図、（Ｂ）は（Ａ）に示す始点とベタ抜け領域８との間における信号の往復伝搬時間をＴＤＲ波形上に表した概念図である。なお、図１７（Ｂ）には、説明の便宜上、ＴＤＲ波形の振幅を表す縦軸に特性インピーダンスの値を記す。

図１７（Ａ）に示すように、始点から１つ目のベタ抜け領域８の中心までの配線パターン６に沿った距離をＬ１、始点から２つ目と３つ目のベタ抜け領域８の中点までの配線パターン６に沿った距離をＬ２とする。

ここで、プリント基板５の配線パターン６における信号の単位長さあたりの伝搬時間をτとすると、ＴＤＲで波形を測定する始点とベタ抜け領域８との間の往復伝搬時間Ｔは、式（３）で表すことができる。

Ｔ＝Ｌ／τ×２ ・・・（３）

これは、配線パターン６上のＴＤＲ波形を測定する始点から伝搬した信号がベタ抜け領域８で反射されて再び始点まで戻ってくる往復の伝搬時間を表す。

距離Ｌ１、Ｌ２を式（３）に代入すれば、それぞれの往復伝搬時間Ｔ１、Ｔ２は、Ｔ１＝Ｌ１／τ×２（ｎｓ）、Ｔ２＝Ｌ２／τ×２（ｎｓ）と求まる。

往復伝搬時間Ｔ１、Ｔ２の計算は、例えば、ＣＰＵ２１がＣＡＤデータを用いて行い、処理結果表示部２１９がディスプレイ１２の表示画面１２Ａに表示するようにしてもよい。

図１７（Ｂ）に示すように、ＴＤＲ波形を示すオシロスコープ上で往復伝搬時間Ｔ１、Ｔ２を設計者が確認すれば、特定のベタ抜け領域８によるＴＤＲ波形の乱れを把握することができ、プリント基板５の製造後に実測試験を行う際に、設計者がベタ抜け領域８のＴＤＲ波形への影響を把握しやすくなる。

［実施の形態２］
実施の形態２のプリント基板試験支援装置は、信号特性の劣化度合を計算するにあたり、クロストークによる信号特性の劣化度合を計算する点が、特性インピーダンスの劣化度合を計算することによって信号特性の劣化度合を計算する実施の形態１と異なる。

実施の形態１において図４に示したように、配線パターン６とベタ抜け領域８Ａ、８Ｂは近接している場合に、ベタ抜け領域８Ａ、８Ｂが形成されている誘電体層５ｄの一層下の誘電体層５ｅにある配線パターン６がベタ抜け領域８Ａ、８Ｂの近傍にあると、ベタ抜け領域８Ａ、８Ｂを通じて、配線パターン同士のクロストークが生じる場合がある。クロストークは、信号特性の劣化をもたらす。

図１８は、配線パターン６Ｂ、６Ｃとベタ抜け領域８Ａとの位置関係の一例を示す斜視図である。配線パターン６Ｂは三層目の誘電体層５ｃに形成され、ベタ抜け領域８Ａは、四層目の誘電体層５ｄに形成されたベタパターン７に開口され、配線パターン６Ｃは、五層目の誘電体層５ｅに形成されているが、図１８では、説明の便宜上、誘電体層５ｃ〜５ｅを省略して示す。

また、ベタ抜け領域８Ａの内部には、信号ビア又はＧＮＤビアが形成されるが、ここでは説明の便宜上、図示を省略する。

図１９は、図１８に示す配線パターン６Ｂ、６Ｃとベタ抜け領域８Ａとの位置関係を平面透視で示す図である。図１８に示すような位置関係の場合、平面透視すると、ベタ抜け領域８Ａの真下に配線パターン６Ｃが位置する。

実施の形態２のプリント基板試験支援装置では、クロストーク領域の面積を計算し、計算した面積に、クロストークによるノイズを求めるための係数を乗じることによって実測試験用の配線パターンを抽出する。

ここで、クロストーク領域とは、配線パターン６の幅方向の設定範囲に存在するベタ抜け領域８の部分８ａ（ドットで示す部分）の内部において、配線パターン６と平面視で重複する領域をいう。すなわち、配線パターン６の幅方向の設定範囲内において、ベタ抜け領域８と配線パターン６が重複する領域をいう。図１９では、ベタ抜け領域８Ａを通じて見える配線パターン６Ｃの部分がクロストーク領域となる。

図２０は、実施の形態２のプリント基板試験支援装置の機能を示すブロック図である。この機能ブロックは、図２に示すＣＰＵ２１がＨＤＤ２４に格納されているプリント基板試験支援プログラムを実行することによって実現される。

ＣＰＵ２１によって実現される機能ブロックは、設計データ読出部３１１、条件作成部３１２、クロストーク領域検出部３１３、面積計算部３１４、劣化度合計算部３１５、抽出処理部３１６、ランク付け処理部３１７、ビア抽出処理部３１８、処理結果表示部３１９、及び管理部３２０を含む。以下、相違点を中心に説明する。

設計データ読出部３１１は、実施の形態１の設計データ読出部２１１と同一の処理を行う。

条件作成部３１２は、キーボード１３又はマウス１４を介して入力される条件に基づき、後述するクロストークによる信号特性の劣化度合を計算するための条件を作成する。入力される条件としては、例えば、配線パターン６によって伝送される信号の種類、クロストークによる信号特性の劣化度合の計算を行う幅方向の範囲、クロストーク領域の面積を計算する際のメッシュの一辺の長さ、配線パターン６を抽出する際の抽出条件（例えば、クロストークの強度を表す値）、又は、ランク付けのために抽出する際のクロストークの強度の閾値等が挙げられる。

クロストーク領域検出部３１３は、図５（Ａ）に示す配線パターン６のＸ座標、Ｙ座標と、図５（Ｂ）に示すベタ抜け領域８のＸ座標、Ｙ座標とに基づき、平面透視における配線パターン６に対するベタ抜け領域８と、ベタ抜け領域８を通じて平面透視で見える別の配線パターン６の位置関係を分類する。

面積計算部３１４は、条件作成部３１２によって作成された配線パターン６によって伝送される信号の種類（信号名）によって対象となる配線パターン６を抽出し、クロストークの強度の計算を行う幅方向の範囲内にあるクロストーク領域の面積を計算する。ここで、上述したように、クロストーク領域とは、配線パターン６の幅方向の設定範囲内において、ベタ抜け領域８と配線パターン６が重複する領域である。このため、実施の形態２のプリント基板試験支援装置における信号特性の劣化度合は、ベタ抜け領域８の面積を用いて計算されることになる。

劣化度合計算部３１５は、クロストーク領域検出部３１３によって分類された配線パターン６、ベタ抜け領域８、及び別の配線パターン６の位置関係と、面積計算部３１４によって計算されたクロストーク領域の面積とを用いて、計算対象となる配線パターン６の信号特性の劣化度合としてクロストークの強度を計算する。

抽出処理部３１６は、劣化度合計算部３１５によってクロストークの強度が求められた複数の配線パターンのうち、クロストークの強度が所定の度合以上の配線パターン６を実測試験用に抽出する。

ランク付け処理部３１７は、抽出処理部３１６によって抽出された配線パターン６をクロストークの強度に基づいてランク付けする。

ビア抽出処理部３１８は、ランク付け処理部３１７によってランク付けされた配線パターン６に接続される信号ビア９Ａと、信号ビア９Ａの最寄りのＧＮＤビア９Ｂを抽出する。信号ビア９ＡとＧＮＤビア９Ｂを抽出することにより、この信号ビア９Ａの位置と、ＧＮＤビア９Ｂの位置も抽出される。ランク付け処理部３１７によってランク付けされた配線パターン６に接続される信号ビア９Ａは、図５（Ｃ）に示す第４データベースから配線パターン６の信号名に一致する信号ビア９Ａを抽出することによって特定される。最寄りのＧＮＤビア９Ｂは、抽出された信号ビア９Ａの位置に最も近いＧＮＤビア９Ｂを図５（Ｃ）に示す第４データベースから抽出することによって特定される。

処理結果表示部３１９は、ランク付け処理部３１７によってランク付けされた配線パターン６の番号と、ビア抽出処理部３１８によって抽出された信号ビア９Ａ及びＧＮＤビア９Ｂの位置を図１に示すディスプレイ１２の表示画面１２Ａに表示する。

管理部３２０は、ＨＤＤ２４へのデータの格納を管理するデータ管理部である。

図２１は、実施の形態２のプリント基板試験支援装置におけるクロストーク領域の単位面積におけるクロストークの強度を表すテーブルである。

このクロストークの強度を表すテーブルは、信号特性の劣化度合を図る指標としてクロストークの強度を計算するために用いられるデータであり、誘電体層の誘電率と層間距離に対するクロストーク領域の単位面積あたりのクロストークの強度を表す。図２１に示すテーブルは、配線パターン６及びベタ抜け領域８の位置関係と、ベタ抜け領域８の大きさとに対する配線パターン６の信号特性の劣化度合を表す劣化度合情報の一形態であり、第３データベースとしてＨＤＤ２４に格納される。

図２２は、実施の形態２のプリント基板試験支援装置においてクロストークの強度を計算する際に用いる補正係数のテーブルを示す図である。補正係数は、配線パターン同士の間の距離と、配線パターンとベタ抜け領域との間の距離とに応じて値が設定されている。

なお、配線パターン６同士の間の距離とは、平面視における配線パターン６同士の間の距離であり、図１９に示す配線パターン６Ｂと６Ｃとの間の距離をいう。また、配線パターンとベタ抜け領域との間の距離とは、図１９に示す配線パターン６Ｂのようにベタ抜け領域８からオフセットしている場合における配線パターン６Ｂとベタ抜け領域８との間の距離（オフセット量）をいう。

図２３は、実施の形態２のプリント基板試験支援装置でクロストークの強度を計算する際に用いるクロストーク領域の面積の算出方法を説明するための図である。

クロストーク領域検出部３１３は、クロストーク領域の面積を算出する。面積の算出は、信号特性の劣化度合の計算の対象となる配線パターン６の始点から終点にかけて、計算を行う範囲を所定面積の正方形のメッシュに区画し、メッシュ毎にベタ抜け領域８及び配線パターン６が存在するか否かを判定する。

判定対象となるメッシュ内の少なくとも一部にベタ抜け領域８及び配線パターン６が存在していれば、そのメッシュはクロストーク領域「有」と判定する。すなわち、クロストーク領域「無」と判定されるのは、判定対象となるメッシュ内に、ベタ抜け領域８と配線パターン６が同時に存在しない場合である。

なお、メッシュの一辺の長さは、例えば、次式（４）で表される値に設定される。

メッシュの１辺の長さ＝立上り時間伝送路の伝搬速度／任意分割数 （４）

ここでは、メッシュを表す一辺の長さは、０．５ｍｍであるものとする。また、メッシュの座標は、メッシュの四隅の座標のうち、数値が一番小さいものを用いる。すなわち、図２３では、左下の頂点の座標値をメッシュを特定する座標として用いる。

図２３に示す例では、Ｘ＝２８．５〜３１．５の範囲、かつ、Ｙ＝２０．０〜２２．０の範囲に含まれるメッシュについてクロストーク領域の有無を判定することになる。なお、図２３では、クロストーク領域「有」と判定されたメッシュ内に「有」の文字を記し、クロストーク領域「無」と判定されたメッシュ内に「無」の文字を記す。

図２３に示す例では、図１９に示したように、ベタ抜けパターン８Ａを通じて見える配線パターン６Ｃの部分がクロストーク領域であるため、算出結果として、Ｘ＝２８．５〜２９．０の区間では０ｍｍ^２、Ｘ＝２９．０〜２９．５の区間では０．２５ｍｍ^２、Ｘ＝２９．５〜３０．０の区間では０．２５ｍｍ^２、Ｘ＝３０．０〜３０．５の区間では０．２５ｍｍ^２、Ｘ＝３０．５〜３１．０の区間では０．２５ｍｍ^２、Ｘ＝３１．０〜３１．５の区間では０ｍｍ^２の面積が得られた。

図２４は、図２３の判定結果に配線パターン同士の間隔の抽出結果を付加して表形式で示す図である。

クロストーク領域が「有」と判定されたメッシュには、フラグ"１"を立て、クロストーク領域が「無」と判定されたメッシュのフラグは"０"に設定する。このフラグは、劣化度合計算部３１５がクロストークの強度を算出する際に用いられる。

劣化度合計算部３１５は、ＣＡＤデータに含まれる誘電率及び層間距離を用いて、図２１に示すテーブルから単位面積当たりの雑音量を選択するとともに、ＣＡＤデータに含まれる位置データと図２４に示す配線パターン同士の間隔の抽出結果とを用いて図２２に示すテーブルから補正係数を選択し、次式（５）を用いて単位面積毎のクロストークの強度を算出する。

クロストークの強度＝単位面積当たりの雑音量×補正係数 （５）

式（５）に基づいて劣化度合計算部３１５によって計算された単位面積毎のクロストークの強度は、実施の形態１における単位面積毎の特性インピーダンスのずれと同様に、配線パターン６の始点から終点まで積分され、各配線パターン６のクロストークの強度が算出される。

各配線パターン６のクロストークの強度は、抽出処理部３１６によって所定強度以上であるか否かが判定され、所定強度以上のクロストークの強度を有する配線パターン６が実測試験用に抽出される。

以後は、実施の形態１と同様に、ランク付け処理部３１７による配線パターン６のランク付け、ビア抽出処理部３１８による信号ビア９Ａと最寄りのＧＮＤビア９Ｂの抽出、及び処理結果表示部３１９によるランク付け結果と抽出結果の表示が行われる。

以上、実施の形態２のプリント基板試験支援装置によれば、ＣＡＤデータを用いてクロストーク領域の面積を計算し、クロストークの強度を計算する。このため、重要度の高い信号等を伝送する配線パターン６を選択すれば、膨大な数の配線パターン６のうちの重要度の高い配線パターン６について、クロストークの強度が大きい配線パターン６を特定することができる。重要度の高い配線パターン６は、配線パターン６の属性（伝送される信号の種類（信号名））によって選ぶことができるので、すべての配線パターン６について計算を行う必要はなく、工程数を低減することができる。

また、クロストークの強度が大きい配線パターン６にシルクを印刷すれば、プリント基板５の製造後に、クロストークの強度が大きい配線パターン６から選択的に実測試験を行うことができる。これにより、クロストークの強度が大きい配線パターン６に対して確実に実測試験を行うことができ、また、実測試験を効率的に行えるように支援を行うことができる。

また、ＣＡＤデータを用いて微小なパターン抜け等も考慮に入れてクロストークの強度を計算することができるので、特に、高速信号を取り扱うプリント基板５の製造後の実測試験用に、微小なパターン抜け等も考慮に入れて信号特性に与える影響の大きい配線を抽出することができる。

なお、実施の形態２のプリント基板試験支援装置を実施の形態１のプリント基板試験支援装置と組み合わせてもよい。すなわち、特性インピーダンスの劣化と、クロストークの影響との両方を考慮して、実測試験用の配線パターン６抽出するようにしてもよい。

［実施の形態３］
実施の形態３のプリント基板試験支援装置は、劣化度合計算部２１５が配線パターン６の始点から終点までに存在するベタ抜け領域８の面積によって信号特性の劣化度合を判定する点が、劣化度合計算部２１５が特性インピーダンスの具体的な値を求める実施の形態１と異なる。すなわち、実施の形態３では、特性インピーダンスの劣化度合を表す値としてベタ抜け領域８の面積を用いる。その他の構成は実施の形態１のプリント基板試験支援装置と同一であるため、同一の構成要素には同一符号を用い、その説明を省略する。

実施の形態３の劣化度合計算部２１５は、面積計算部２１４によって計算されたベタ抜け領域８の面積を配線パターン６の始点から終点まで積分し、特性インピーダンスの劣化度合の計算を行う幅方向の範囲内で配線パターン６の始点と終点の間に存在するベタ抜け領域８の面積を求める。実施の形態３の劣化度合計算部２１５は、図８に示す増加係数を乗算することなく、（２）式に示した区間内のベタ抜け領域８の面積を配線パターン６の始点から終点まで積分し、面積の積分値によって特性インピーダンスの劣化度合を判定する。

実施の形態３の抽出処理部２１６は、劣化度合計算部２１５によってベタ抜け領域８の面積が求められた複数の配線パターン６のうち、面積の積分値が基準値以上の配線パターン６を抽出する。

実施の形態３のランク付け処理部２１７は、面積の値で配線パターン６のランク付けを行い、配線パターン６をベタ抜け領域８の面積の大きい順に並べたデータを作成する。

図２５は、実施の形態３のプリント基板試験支援装置によるランク付け結果及び抽出結果を示す図である。実施の形態３のプリント基板試験支援装置によるランク付け結果及び抽出結果を示す図である。このランク付け結果及び抽出結果は、ランク付け処理部２１７によるランク付けの結果と、ビア抽出処理部２１８による抽出結果とを合わせて示す。

図２５（Ａ）は、No. 10、No. 15、No. 25、No. 64、No. 52の配線パターン６が１位から５位になったランク付けの結果と、No. 10、No. 15、No. 25、No. 64、No. 52の配線パターンに接続される信号ビア９Ａの抽出結果を表す。なお、ここでは、ベタ抜け領域８の面積が判定基準は２．５（ｍｍ^２）に設定されており、判定基準以上の配線パターン６はNo. 10、No. 15、No. 25の３つとなる。

図２５（Ｂ）は、No. 10、No. 15、No. 25の３つの配線パターン６の最寄りのＧＮＤビア９Ｂの抽出結果を示す。

管理部２２０は、図２５に示すランク付け結果及び抽出結果を表すデータをＨＤＤ２４に保存する。

ＨＤＤ２４に保存されたランク付けの結果は、プリント基板５にシルクを印刷する際に用いることができる。これにより、実施の形態１と同様に、プリント基板５の製造後に実測試験を行う際に、特性インピーダンスの劣化度合が大きい配線パターン６を容易に選択することができる。

以上、実施の形態３のプリント基板試験支援装置によれば、実施の形態１と同様に、ＣＡＤデータを用いてベタ抜け領域８の面積を計算し、ベタ抜け領域８の面積に基づいて特性インピーダンスの劣化度合を判定する。このため、重要度の高い信号等を伝送する配線パターン６を選択すれば、重要度の高い配線パターン６のうちで、特性インピーダンスの劣化度合が大きい配線パターン６を特定することができる。また、微小なパターン抜け等も考慮に入れて特性インピーダンスの劣化度合を計算することができるので、製造後のプリント基板の実測試験用に、微小なパターン抜け等も考慮に入れて信号特性に与える影響の大きい配線を抽出することができる。

また、劣化度合が大きい配線パターン６にシルクを印刷すれば、プリント基板５の製造後に、特性インピーダンスの劣化度合が大きい配線パターン６から選択的に実測試験を行うことができる。これにより、実測試験を効率的に行えるように支援を行うことができる。

なお、実施の形態３では、実施の形態１における特性インピーダンスのずれを計算する代わりに、信号特性の劣化をもたらすベタ抜け領域の面積を求めることにより、実測試験用の配線パターンを抽出する形態について説明した。

しかしながら、このように信号特性の劣化をもたらす領域の面積を用いて実測試験用の配線パターンを抽出することは、実施の形態２に適用することもできる。実施の形態２に適用する場合は、クロストーク領域の面積の計算結果に基づいて、実測試験用の配線パターンを抽出すればよい。

以上、実施の形態３の配線設計支援装置によれば、実施の形態１、２と同様に、ＣＡＤデータを用いて信号特性の劣化をもたらすベタ抜け領域８の面積、又はクロストーク領域の面積を計算し、ベタ抜け領域８の面積に基づいて信号特性の劣化度合を判定する。このため、重要度の高い信号等を伝送する配線パターン６を選択すれば、重要度の高い配線パターン６のうちで、信号特性の劣化度合が大きい配線パターン６を特定することができる。また、微小なパターン抜け等も考慮に入れて信号特性の劣化度合を計算することができるので、製造後のプリント基板の実測試験用に、微小なパターン抜け等も考慮に入れて信号特性に与える影響の大きい配線を抽出することができる。

また、劣化度合が大きい配線パターン６にシルクを印刷すれば、プリント基板５の製造後に、特性インピーダンスの劣化度合が大きい配線パターン６から選択的に実測試験を行うことができる。これにより、実測試験を効率的に行えるように支援できる。

以上、本発明の例示的な実施の形態のプリント基板試験支援装置、プリント基板試験支援方法、及びプリント基板試験支援プログラムについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１ 携帯電話端末機
２ 筐体
３ 表示部
４ 操作部
５ プリント基板
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ 誘電体層
６、６Ｂ、６Ｃ 配線パターン
７ ベタパターン
８（８Ａ、８Ｂ） ベタ抜け領域
９Ａ 信号ビア
９Ｂ ＧＮＤビア
１０ コンピュータシステム
１１ 本体部
１２ ディスプレイ
１３ キーボード
１４ マウス
１５ モデム
１６ 記録媒体
１７ ディスク
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ部
２３ ディスクドライブ
２０ バス
２４ ＨＤＤ
２１１、３１１ 設計データ読出部
２１２、３１２ 条件作成部
２１３ ベタ抜け領域検出部
２１４、３１４ 面積計算部
２１５、３１５ 劣化度合計算部
２１６、３１６ 抽出処理部
２１７、３１６ ランク付け処理部
２１８、３１８ ビア抽出処理部
２１９、３１９ 処理結果表示部
２２０、３２０ 管理部
３１３ クロストーク領域検出部

Claims (10)

1. プリント基板に形成される配線パターンの試験を支援するためのプリント基板試験支援装置であって、
   前記配線パターンの属性及び位置を表す属性情報及び位置情報を関連付けて格納する第１データベースと、
   前記プリント基板のベタパターンのパターン抜け領域の位置及び大きさを表す位置情報及び大きさ情報を格納する第２データベースと、
   前記配線パターン及び前記パターン抜け領域の位置関係と、前記パターン抜け領域の大きさとに対する前記配線パターンの信号特性の劣化度合を表す劣化度合情報を格納する第３データベースと、
   前記配線パターンの属性情報を入力する入力部と、
   前記入力部に入力される属性情報に該当する配線パターンの位置情報、前記パターン抜け領域の位置情報及び大きさ情報、及び前記劣化度合情報に基づき、前記入力部に入力される属性情報に該当する配線パターンにおける信号特性の劣化度合を求める劣化度合処理部と、
   前記劣化度合処理部によって劣化度合が求められた配線パターンのうち、劣化度合が所定の度合以上の配線パターンを実測試験用に抽出する抽出処理部と
   を含む、プリント基板試験支援装置。
2. 前記配線パターンに接続される信号ビアの前記プリント基板の表面又は裏面における位置を表す位置情報を格納する第４データベースと、
   前記抽出処理部によって抽出された配線パターンに接続される信号ビアの位置情報を前記第４データベースから抽出するビア抽出部と
   をさらに含む、プリント基板試験支援装置。
3. 前記劣化度合処理部は、前記パターン抜け領域の大きさ情報として前記パターン抜け領域の面積データを用いて、前記配線パターンにおける信号特性の劣化度合を求める、請求項１又は２に記載のプリント基板試験支援装置。
4. 前記劣化度合処理部は、平面透視で前記配線パターンの幅方向における所定の範囲内に位置する前記パターン抜け領域の面積データを用いて、前記配線パターンにおける信号特性の劣化度合を求める、請求項３に記載のプリント基板試験支援装置。
5. 前記劣化度合処理部は、前記パターン抜け領域を所定の単位面積に分割し、前記単位面積毎に前記配線パターンにおける信号特性の劣化度合を求める、請求項３又は４に記載のプリント基板試験支援装置。
6. 前記単位面積は、前記配線パターンを伝送される信号の立上り時間又は立下り時間と、前記配線パターンにおける前記信号の伝搬速度とに基づいて設定される辺によって規定される、請求項５に記載のプリント基板試験支援装置。
7. 前記信号特性の劣化度合に応じて、前記配線パターンのランク付けを行うランク付け処理部をさらに含む、請求項１乃至６に記載のプリント基板試験支援装置。
8. 前記配線パターンにおける信号特性の劣化度合は、前記配線パターンの特性インピーダンスの変化、又は、前記配線パターンに生じるクロストークによる信号特性の劣化度合である、請求項１乃至７のいずれか一項記載のプリント基板試験支援装置。
9. プリント基板に形成される配線パターンの属性を表す属性情報と位置情報を関連付けて格納する第１データベースと、前記プリント基板のベタパターンのパターン抜け領域の位置情報を格納する第２データベースと、前記配線パターン及び前記パターン抜け領域の位置関係と、前記パターン抜け領域の大きさとに対する前記配線パターンの信号特性の劣化度合を表す劣化度合情報を格納する第３データベースとを含むコンピュータがプリント基板に形成される配線パターンの試験を支援するための処理を実行するプリント基板試験支援方法であって、
   前記コンピュータが、
   入力部に入力される属性情報に該当する配線パターンの位置情報、前記パターン抜け領域の位置情報及び大きさ情報、及び前記劣化度合情報に基づき、前記入力部に入力される属性情報に該当する配線パターンにおける信号特性の劣化度合を求める劣化度合処理と、
   前記劣化度合処理によって劣化度合が求められた配線パターンのうち、劣化度合が所定の度合以上の配線パターンを実測試験用に抽出する抽出処理と
   を実行する、プリント基板試験支援方法。
10. プリント基板に形成される配線パターンの属性を表す属性情報と位置情報を関連付けて格納する第１データベースと、前記プリント基板のベタパターンのパターン抜け領域の位置情報を格納する第２データベースとを含むコンピュータに、前記配線パターンの試験を支援する処理を実行させるためのプリント基板試験支援プログラムであって、
    前記コンピュータに、
    入力部に入力される属性情報に該当する配線パターンの位置情報、前記パターン抜け領域の位置情報及び大きさ情報、及び前記劣化度合情報に基づき、前記入力部に入力される属性情報に該当する配線パターンにおける信号特性の劣化度合を求める劣化度合処理と、
    前記劣化度合処理によって劣化度合が求められた配線パターンのうち、劣化度合が所定の度合以上の配線パターンを実測試験用に抽出する抽出処理と
    を実行させる、プリント基板試験支援プログラム。