JP2728473B2 - 計算機支援設計装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 概要 プリント配線基板、LSI基板等の基板上に導体パター
ンを形成する場合に使用する計算機支援設計装置に関
し、 広面積パターンの外周又は打ち抜き部が点で接する製
造不良が生じることのない計算機支援設計装置の提供を
目的とし、 ランド、ビア、ライン等の回路を構成するネット要素
の座標データが予め格納される既配線パターンデータ部
と、入力部から入力された広面積パターンの外形座標デ
ータが格納される外形座標データ部と、上記外形座標デ
ータで囲まれる広面積外形パターン内に包含されるネッ
ト要素を探索し、該ネット要素の周囲に導体の存在しな
い打ち抜き部を形成する内形座標データを発生して該内
形座標データ及び上記外形座標データに基づいて広面積
パターンを発生する広面積パターン発生部と、該広面積
パターン発生部から発生された広面積パターンの外周又
は打ち抜き部が相互に接触するときに、該接触を回避す
べく当該接触部分における広面積パターンの外形座標デ
ータ又は内形座標データを修正する座標データ修正部と
を具備して構成する。

産業上の利用分野 本発明はプリント配線基板、LSI基板等の基板上に導
体パターンを形成する場合に使用する計算機支援設計装
置（以下「CAD装置」という。）に関する。

プリント配線基板、LSI基板等の基板上に導体パター
ンを形成する場合、電圧降下を低減するために電源線は
太幅導体で形成し、また、不使用部はシールドを兼ねて
グランド電位の導電面とする。このような電源線の太幅
導体あるいはグランド電位の導電面は、広面積パターン
と称される。近年、広面積パターンを自動的に形成する
ことのできるCAD装置が開発されているが、広面積パタ
ーンの外周同士が点で接する等の製造不良が生じる場合
があり、その対策が必要になっている。

従来の技術 例えばプリント配線板の配線パターンを設計する場
合、第６図（ａ）のようなネット部分のパターンに対
し、同図ｂのような広面積パターンを発生して最終パタ
ーンを形成することがある。ネット部分のパターンは部
品ランド、ビア（VIa;スルホール用の導体パターン）、
信号ライン等であるのに対し、広面積パターンは電圧降
下の低減を目的とした広幅電源ライン、あるいはノイズ
発生防止を目的とした塗り潰しアース部などである。

このような広面積パターンをCAD装置を用いて発生す
る場合、第７図のように外形座標データ〜と内形座
標データ〜を入力すれば、ネット要素としてのラン
ド51を避けた広面積パターン52を発生することができ
る。しかし、実際のネットは第６図のように複雑である
から、内形座標データの与え方によっては広面積パター
ンとネット部分のパターンとが交差したり、所要とする
間隔を確保することができず異常接近することがある。
この場合には設計変更を要するので手間が掛かる。

そこで本発明者等は先に、広面積パターンの外形座標
データ〜だけを入力すれば、最適な内形座標データ
〜が自動的に生成されるCAD装置を提案した（特願
昭61-255172号）。この方法では、広面積パターンの外
形座標データが与えられると、その内部に包含されてし
まうネット部を探索し、そのネット（例えばランド）か
ら所定の距離がとれるように広面積パターンの内形座標
データを発生する。例えば第７図のケースでは、ランド
51の座標データをもとに必要な間隔をおいた内形座標デ
ータ〜を発生する。

第９図を参照しながら広面積パターンの作成手順を説
明する。先ず、ランド、ビア63を中央に含む0.05インチ
（1.27mm）間隔のマトリックス格子61（第８図）を形成
する。なお、通常、ランド、ビアを設ける間隔は0.1イ
ンチであり、広面積パターンを形成する最小幅は0.05イ
ンチである。次に、ランド、ビア、ライン等を構成する
ネット部分を拡大し（クロストーク防止に必要な間隔ａ
例えば0.01インチ＋0.025インチだけ）、次に拡大した
領域のなかにマトリックス中心があるか否かを判別し、
あればこの中心のあるマトリックス単位要素を広面積パ
ターン発生不可とする。次に、外形座標データで定まる
領域内に広面積パターン発生可能要素があるか否かを判
別し、あればそれを広面積パターン発生不可としたマト
リックスの単位要素に沿ってマーキングし、閉ループを
作成する。次は該閉ループが広面積パターンの外形を構
成するものか否かを判別し、外形を構成するものであれ
ば0.025インチ拡大した閉ループにし、内側を形成する
ものであれば0.025インチ縮小した閉ループにする。そ
して、上記拡大または縮小した閉ループの各角を示す座
標を広面積パターンの外形座標全般にわたって集め、こ
うして所望内形座標データを得る。

発明が解決しようとする課題 上述した手順を採用したCAD装置によれば、広面積パ
ターンの外形座標データを入力するだけで広面積パター
ンの座標データを作成することができるようになるが、
例えば第10図（ａ）に示すように、複数（２つ）の広面
積パターン71,72が形成された場合において、これらの
広面積パターン71,72の外周が点Ｐにて接するときに
は、製造段階または検査段階で製造不良となる。また、
同図（ｂ）に示すように、単一の広面積パターン74が形
成された場合においても、その外周が点Ｑで接している
ときには、同じく製造不良となる。更に、図示はしない
が、打ち抜き部が一点で接触しているときにも、製造不
良となる。なお、同図中73で示されるのは、広面積パタ
ーン内に包摂されたランド等のネット要素である。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、
広面積パターンの外周又は打ち抜き部が点で接する製造
不良が生じることのないCAD装置の提供を目的としてい
る。

課題を解決するための手段 第１図は本発明のCAD装置の原理ブロック図である。

１はランド、ビア、ライン等の回路を構成するネット
要素の座標データが予め格納される既配線パターンデー
タ部、３は入力部２から入力された広面積パターンの外
形座標データが格納される外形座標データ部、４は上記
外形座標データで囲まれる広面積外形パターン内に包含
されるネット要素を探索し、該ネット要素の周囲に導体
の存在しない打ち抜き部を形成する内径座標データを発
生して該内形座標データ及び上記外形座標データに基づ
いて広面積パターンを発生する広面積パターン発生部、
５は広面積パターン発生部４から発生された広面積パタ
ーンの外周又は打ち抜き部が相互に接触するときに該接
触を回避すべき当該接触部分における広面積パターンの
外形座標データ又は内形座標データを修正する座標デー
タ修正部である。

作用 本発明によれば、入力部２から広面積パターンの外形
座標データを入力するだけで、広面積パターン発生部４
にて、上記外形座標データで囲まれる広面積外形パター
ン内に包含されるネット要素の周囲に、導体の存在しな
い打ち抜き部を形成する内形座標データを発生するの
で、広面積パターンデータ作成の手間が省かれる。この
場合において、広面積パターン発生部４から発生された
広面積パターンの外周又は打ち抜き部が相互に接触する
ときは、座標データ修正部５により、上記接触を回避す
べく広面積パターンの座標データが修正されるので、広
面積パターンの外周又は打ち抜き部が点で接する製造不
良が生じなくなる。

実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の実施例を示すCAD装置のブロック
図、第３図は本発明の実施例における座標データ修正プ
ログラムのフローチャート、第４図は本発明の実施例に
おけるマトリックスマップの説明図、第５図は本発明の
実施例における縮小された広面積パターンの説明図であ
る。

第２図に示すCAD装置の磁気ディスク11には、プリン
ト配線板の外枠座標データ並びにランド、ビア及びライ
ン等の回路を構成するネット部分を示す座標データが格
納されており、これらのデータに基づいてCRT等の表示
装置３に表示させると、例えば第６図（ａ）に示すよう
な回路を構成するネット部分が表示される。

メモリ13には、第９図に示す広面積パターンの座標デ
ータ作成のためのプログラム及び第３図に示す作成され
た広面積パターンの座標データを修正するためのプログ
ラムが記憶されており、タブレット14により広面積パタ
ーンの外形座標データを入力し、広面積パターンデータ
作成の指示を行うと、プロセッサ15はこれらのプログラ
ムを読み出し、これらのプログラムに従って処理を行わ
せる。

なお、16はRAM（ランダムアクセスメモリ）、17は修
正された広面積パターンデータを格納する磁気ディス
ク、18はこのCAD装置の各構成要素を相互接続するデー
タバスである。タブレット14から入力された広面積パタ
ーンの外形座標データは、例えばネット部分を示す座標
データ等とともに磁気ディスク11に格納しておくことが
できる。

以下、本実施例における広面積パターンの座標データ
修正のプログラムを第３図により説明する。なお、修正
前の広面積パターンデータの作成については、第９図に
示すフローチャートに準じて行うことができるので、そ
の説明を省略する。

先ず、ステップ21にて、広面積パターンの外周又は打
ち抜き部が接触する部分のマトリックスマップを作成
し、ステップ22にて、外形座標データ又は内形座標デー
タの共有があるか否かを判断する。

第４図（ａ）はマトリックスマップの一例を示す図で
あり、○印は広面積パターンの例えば外周に相当するマ
トリックス要素、×印は広面積パターン以外の部分に相
当するマトリックス要素、△印は広面積パターンの内部
に相当するマトリックス要素をそれぞれ示している。破
線で示される広面積パターンの外周又は打ち抜き部が一
点で接していることから、このマトリックスマップでは
一つの○印が共有されていると判断され、ステップ23に
進む。

ステップ23では、接触部分におけるいずれの広面積パ
ターンを縮小するかを判断する。この判断は、広面積パ
ターンの座標データの修正回数が最小となる方の広面積
パターンを選択することにより行われる。

次に、ステップ24にて、第４図（ｂ）に示すように、
選択された方の広面積パターンが縮小されるように、広
面積パターンの座標データを修正する。なお、第４図の
マトリックスマップでは、互いに接している広面積パタ
ーンが同等であるので、いずれの広面積パターンを縮小
するようにしても良い。

そして、ステップ22,23,24の動作を、ステップ22にて
座標データの共有がないと判断されるまで行った後ステ
ップ25に進み、修正された広面積パターンの座標データ
を第２図の磁気ディスク17に登録する。

上記プログラムに従って縮小された広面積パターンの
具体例を第５図により説明する。同図（ａ）において、
31は孤立した、すなわち広面積パターンと異ネットのラ
ンド、32,33は孤立ランド31を避けて形成された広面積
パターン、34は広面積パターン32と同ネットのランド、
35は広面積パターン33と同ネットのランドである。この
例では、外形座標データを修正する前には一点で接して
いた２つの広面積パターンのうち、広面積パターン32に
対応する外形座標データを修正することによって、縮小
された広面積パターン32としている。ここで、広面積パ
ターン32,33のうち広面積パターン32に対応する外形座
標データを修正しているのは、外形座標データの修正が
一回で済むからである。つまり、広面積パターン33につ
いて外形座標データの修正を行おうとすると、一回の修
正では再び一点で接する部分が広面積パターン33に生
じ、外形座標データについての２回以上の修正が必要に
なるから、広面積パターン32に対応する外形座標データ
について修正を行ったものである。なお、広面積パター
ン32と同ネットのランド34と、広面積パターン33と同ネ
ットのランド35について、直交座標軸に沿う２本のパタ
ーンをランドの中心点で交差させるようにしているの
は、ランドと広面積パターンとを共通パターンにした場
合に対して、半田付け時の熱がランドから広面積パター
ンに伝達されにくくし、例えば自動半田付けに際しての
半田の付着性を向上させるためである。

第５図（ｂ）において、41は孤立ランド、42,43は孤
立ランド41を避けて形成された広面積パターン、44は広
面積パターン42と同ネットのランド、45は広面積パター
ン43と同ネットのランドである。この例では、広面積パ
ターン42,43のうちいずれの広面積パターンについての
外形座標データを修正したとしても同じように複数回の
修正が必要となることから、第３図に示されるフローチ
ャートのステップ23において、例えば広面積パターン43
について縮小を行うように判断して、広面積パターン43
の外形座標データを２度修正することによって、広面積
パターンが点で接触することを回避している。

このように本実施例によれば、第２図のタブレット14
により広面積パターンの外形座標データを入力するだけ
で、外周及び打ち抜き部が点で接することのなり広面積
パターンを得ることができる。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、プリント配線
板等の広面積パターンの座標データをCAD装置により作
成する場合、広面積パターンの外周又は打ち抜き部が点
で接する製造不良を防止することができるようになると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のCAD装置の原理ブロック図、 第２図は本発明実施例におけるCAD装置のブロック図、 第３図は本発明実施例における広面積パターンの座標デ
ータを修正するためのプログラムのフローチャート、 第４図は本発明実施例におけるマトリックスマップの説
明図、 第５図は本発明実施例における縮小された広面積パター
ンの説明図、 第６図は電気回路の導体パターンの説明図、 第７図はCAD装置における広面積パターンの発生の説明
図、 第８図は設計面を広面積パターンの単位要素で区分した
マトリックスの説明図、 第９図はCAD装置における広面積パターンの作成手順を
示すフローチャート、 第10図は従来技術の問題点説明図である。 １……既配線パターンデータ部、２……入力部、３……
外形座標データ部、４……広面積パターン発生部、５…
…座標データ修正部、11,17……磁気ディスク、14……
タブレット。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ランド、ビア、ライン等の回路を構成する
   ネット要素の座標データが予め格納される既配線パター
   ンデータ部（１）と、 入力部（２）から入力された広面積パターンの外形座標
   データが格納される外形座標データ部（３）と、 上記外形座標データで囲まれる広面積外形パターン内に
   包含されるネット要素を探索し、該ネット要素の周囲に
   導体の存在しない打ち抜き部を形成する内形座標データ
   を発生して該内形座標データ及び上記外形座標データに
   基づいて広面積パターンを発生する広面積パターン発生
   部（４）と、 該広面積パターン発生部（４）から発生された広面積パ
   ターンの外周又は打ち抜き部が相互に接触するときに、
   該接触を回避すべく当該接触部分における広面積パター
   ンの外形座標データ又は内形座標データを修正する座標
   データ修正部（５）とを具備したことを特徴とする計算
   機支援設計装置。