JP2938910B2 - 三次元配線方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔目 次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 （ｉ）三次元ラインサーチによる配線 （ii）三次元指定長配線 （iii）二段階配線 （iii−１）二次元半配線 （iii−２）条件付き三次元配線 発明の効果 〔概 要〕 多層配線基板内の任意の２点間を配線するようにした
三次元配線方法に関し、 効率良い三次元配線の実現を目的とし、 少なくとも、多層配線基板のビア設定可能位置と、既
配線パタン位置とその形状と、多層配線基板の層構造を
含む配線経路探索に必要な情報をビア・パタン・層構成
記憶部に格納する第１のステップと、少なくとも、三次
元で表される配線区間の始点及び終点を表す座標と、前
記始点と前記終点間の長さを指示する指定線長と、多層
配線基板を貫くビアの分岐制限長を含む配線対象を示す
情報を配線区間記憶部に格納する第２のステップと、前
記ビア・パタン・層構成記憶部から読み出した始点と終
点の座標と、前記ビア・パタン・層構成記憶部から読み
出した前記始点に接続されたビア及び前記終点に接続さ
れたビアから、多層基板の深さ方向について、各々第１
レベルのサーチラインに限って出す第３のステップと、
第３のステップにおいて出された第１レベルのサーチラ
インが共通の層ペアに到達することに成功したか失敗し
たかを判定する第４のステップと、第４のステップにお
いて成功したと判定された場合、前記共通の層ペアにお
いて二次元配線を行い、前記二次元配線が成功したか失
敗したかを判定し、成功した場合には処理を終了する第
５のステップと、前記第４のステップ又は前記第５のス
テップにおいて失敗したと判定された場合、前記配線区
間記憶部から読み出した線対象を示す情報に従い、かつ
最大探索レベル数と探索時間の各制限内で、前記始点及
び終点の各々から多層基板の深さ方向について新たなサ
ーチラインを出し、共通に到達できた層ペアにおいて、
水平方向にサーチラインを出して前記制限を付した三次
元配線を行う第６のステップとから構成される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、多層配線基板内の任意の２点間を配線する
ようにした三次元配線方法に関するものである。

最近の計算機システムに対する機能の高度化，処理能
力の増大化に伴って、高性能化したLSIを搭載するプリ
ント基板での配線密度が益々膨大化しており、配線の高
密度化に応えるものとして多層配線基板が利用されるよ
うになってきた。例えば、セラミックの多層配線基板は
50層以上にも及ぶものがあり、各層内及び各層間を効率
良く配線することができる三次元配線方法が望まれてい
る。

〔従来の技術〕

従来、始点，終点の２点間を配線する手法としてライ
ンサーチ法が知られている。第14図に、二次元のライン
サーチ法の概略を示す。同図に示した二次元配線はビア
によって接続されたＸ層とＹ層によって配線を行うもの
であり、先ず、始点及び終点からXY平面上に第１レベル
のサーチライン（図中）を出し、ビアの設置可能点を
探す。次に、第２レベル（）のサーチラインをこのビ
ア設置可能点から出していく。始点から出したサーチラ
インと終点から出したサーチラインが交差すれば、始点
と終点間は配線できたことになる。従来のラインサーチ
では、ビアによって貫通することのできる位置は決まっ
ていたため、XY平面上のサーチのみを行っていればよか
った。

また、クロック系の配線基板等では、配線による遅延
量をある決められた値とする必要があり、始点と終点と
の間を指定された線長で配線する必要がある。このよう
に線長が指定された配線のことを指定長配線といい、二
次元の指定長配線を行うものとしては特開昭62−216075
号公報に開示された「自動指定長配線方式」がある。

この自動指定長配線方式によると、第15図に示すよう
八角形（以後ダイヤモンドと称する）を始点，終点間で
形成する。このダイヤモンドは、始点と終点とを通るＸ
方向,Y方向の直線を考え、それぞれの直線について、始
点，終点からの距離が｛Ｌ−（1x＋1y）｝/2（ここで1x
は始点のＸ座標と終点のＸ座標との差、1yは始点のＹ座
標と終点Ｙ座標との差）となる点a,bを結ぶ線を一辺と
し、この一辺と対象な位置にある別の一辺との合計４辺
を相互に結んで形成する。次に、このダイヤモンドの辺
上に迂回点Ｄをとり、始点とＤ点間及び終点とＤ点間を
それぞれ迂回のない最短経路で配線すれば、始点，終点
間をＤ点を経由して指定長Ｌで配線できたことになる。
第15図を用いて説明すると、実線の経路ｃの線長は、点
線の経路ｄの線長に明らかに等しい。ここで、点線の経
路の線長は以下の（１）式で表すことができる。

1x＋1y＋２×（Dy＋Dy） …（１） いま、Dy＝Dy′であるので、下式が成り立つ。

Dx＋Dy＝｛Ｌ−（1x＋1y）｝/2 …（２） この（２）式を（１）式に代入すると、 1x＋1y＋２×｛Ｌ−（1x＋1y）｝/2＝Ｌ …（３） となり、線長は指定長Ｌとなっている。

また、三次元の配線処理としては、特開昭63−266897
号公報に開示された「配線処理方式」がある。この配線
処理方式は、１個の配線区間の配線をすべてのペア層に
対して試行し、その結果得られた複数の配線経路のう
ち、その配線区間の配線経路として最適なものを選択す
るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来方式は平面内の２点間を配線
するための手法であり、多層配線基板の厚さ方向を考慮
に入れた三次元配線を効率良く行える方法がなかった。

特に、50層以上にも及ぶセラミックの多層配線基板の
厚さは１〜2cmになるため、搭載する素子の動作速度に
よっては、ビアによる信号の遅延や分岐による影響を考
慮する必要があり、これらを考慮した上で効率良く配線
を行うことができる三次元配線方法が望まれていた。例
えば、第16図（ａ）に示すような二次元配線での配線パ
タンによる分岐はECL素子の入出力信号波形に悪影響を
及ぼすため好ましくなく、同様に同図（ｂ）に示すよう
な三次元配線でのビアによる分岐も好ましくない。

また、前記特開昭63−266897号公報に開示されるよう
な完全な三次元の「配線処理方式」は、配線に膨大な時
間がかかる場合があり好ましくなく、三次元配線を効率
良く行う三次元配線方法が望まれていた。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもの
であり、効率良く三次元配線を行うことができる三次元
配線方法を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、請求項１に記載の三次元配線方法を示す原
理図（フローチャート）である。

請求項１に記載の三次元配線方法は、少なくとも、多
層配線基板のビア設定可能位置と、既配線パタン位置と
その形状と、多層配線基板の層構造を含む配線経路探索
に必要な情報をビア・パタン・層構成記憶部に格納する
第１のステップ（S1）と、少なくとも、三次元で表され
る配線区間の始点及び終点を表す座標と、前記始点と前
記終点間の長さを指示する指定線長と、多層配線基板を
貫くビアの分岐制限長を含む配線対象を示す情報を配線
区間記憶部に格納する第２のステップ（S2）と、前記ビ
ア・パタン・層構成記憶部から読み出した始点と終点の
座標と、前記ビア・パタン・層構成記憶部から読み出し
た前記始点及び前記終点を起点として、多層基板の深さ
方向について、各々第１レベルのサーチラインに限って
出す第３のステップ（S3）と、第３のステップ（S3）に
おいて出された第１レベルのサーチラインが共通の層ペ
アに到達することに成功したか失敗したかを判定する第
４のステップ（S4）と、第４のステップにおいて成功し
たと判定された場合、前記共通の層ペアにおいて二次元
配線を行い、前記二次元配線が成功したか失敗したかを
判定し、成功した場合には処理を終了する第５のステッ
プ（S5）と、前記第４のステップ（S4）又は前記第５の
ステップ（S5）において失敗したと判定された場合、前
記配線区間記憶部から読み出した配線対象を示す情報に
従い、かつ最大探索レベル数と探索時間の各制限内で、
前記始点及び終点の各々を起点として多層基板の深さ方
向について新たなサーチラインを出し、共通に到達でき
た層ペアにおいて、水平方向にサーチラインを出して前
記制限を付した三次元配線を行う第６のステップ（S6）
とから構成されることを特徴としている。

請求項２記載の三次元配線方法は、請求項１記載の三
次元配線方法において、前記第６のステップにおいて、
共通に到達できた層ペアにおいて、水平方向に出された
サーチラインが交差するか否か及び指定線長を満足する
か否かを判定し（ステップS7a）、両者を満足すると判
定された場合には処理を終了し、少なくともいずれか一
方を満足しないと判定された場合には、前記第６のステ
ップにおいて共通に到達できた層ペアを対象として、水
平方向にサーチラインを出して二次元配線を実行する第
７のステップ（S7b）とから構成されることを特徴とし
ている。

〔作用〕

請求項１記載の発明によれば、前記ビア・パタン・層
構成記憶部から読み出した始点の座標と前記始点に接続
されたビア、及び終点の座標と前記終点に接続されたビ
アから、多層基板の深さ方向について第１レベルのサー
チラインを出し、続いて、出された第１レベルのサーチ
ラインが共通の層ペアに到達することに成功したか失敗
したが判定される。成功したと判定された場合、前記共
通の層ペアにおいて二次元配線を行い、前記二次元配線
が成功したか失敗したかを判定し、成功したと判定され
た場合には処理を終了する。

以上の処理を二次元半配線と呼ぶ。多くの配線は、上
記二次元半配線によって、配線可能である。

続いて、前記サーチラインが共通の層ペアに到達する
ことに失敗したと判定された場合、又は前記共通の層ペ
アにおいて二次元配線に失敗したしたと判定された場
合、制限付きの三次元配線が行われる。

制限付きの三次元配線は、配線区間記憶部から読み出
した配線対象を示す情報、すなわち指定線長とビアの分
岐制限長を含む情報に従い、かつ最大探索レベル数と探
索時間とに各々制限を設け、前記始点に接続されたビ
ア、及び終点に接続されたビアから、多層基板の深さ方
向について新たなサーチラインを出し、共通に到達でき
た層ペアにおいて、水平方向にサーチラインを出すこと
により行われる。

したがって、請求項１記載の三次元配線方法によれ
ば、初めに二次元半配線を行って、配線できなかった場
合に制限付き三次元配線を行うため、単純に三次元配線
を実行する場合と比較して、配線時間を大幅に短縮する
ことができる。

また、請求項１記載の三次元配線方法によれば、制限
付き三次元配線において、指定線長とビアの分岐制限長
と最大探索レベル数と探索時間とに各々制限を付してい
るため、ビア長等を考慮した効率的な配線を実行するこ
とができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１における前記
制限付き三次元配線の結果、共通に到達できた層ペアに
おいて、水平方向に出されたサーチラインが交差しない
場合又は指定線長を満足しない場合、再度、水平方向に
サーチラインを出して二次元配線が実行される。そのた
め、配線をより確実に行うことが可能になる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に
説明する。

第２図は、本発明の三次元配線方法を適用した一実施
例の構成を示す。

図において、211はビア・パタン・層構成記憶部を、2
21は配線区間記憶部を、231は二次元配線部を、241は三
次元配線部を、251は配線層候補設定部を、261は配線制
御部をそれぞれ示している。

ビア・パタン・層構成記憶部211は、多層配線基板の
ビア設定可能位置と既に配線されているパタンの位置及
び形状と層構成等の配線経路探索に必要な情報が記憶さ
れている。

配線区間記憶部211は、配線対象区間の位置，指定線
長，分岐制限長等の配線対象の情報が記憶されている。

二次元配線部231は、二次元のラインサーチによる配
線や、二次元のダイヤモンド設定を行うことによる指定
長配線を行う。これらの配線においては、最大探索レベ
ル，探索時間の制限，線長制限等を制御することができ
る。

三次元配線部241は、三次元のラインサーチによる配
線や、三次元のダイヤモンド設定を行うことによる指定
長配線を行う。これらの配線においては、最大探索レベ
ル，ビア長の制限，探索時間の制限，線長制限等を制御
することができる。

配線層候補設定部251は、全配線区間の層ペアの論長
（後述する）を計算し、配線層ペアの候補を優先づけし
て設定する。また、この設定した配線層ペア候補を記憶
している。

配線制御部261は、上述した各構成部の制御を行い、
構成部全体として三次元配線を実現する。

以下、上述した構成によって実現する各種の三次元配
線動作について場合を分けて説明する。

（ｉ）三次元ラインサーチによる配線 最初に、二次元ラインサーチ法を多層配線基板に応用
した場合の三次元ラインサーチについて説明する。この
三次元ラインサーチによる配線方法は、請求項１に記載
する発明の前提となるものである。

第３図は、実施例の多層配線基板の層構成を示してい
る。図に示した「層ペア」は異なる方向に配線可能な２
つの層の組み合わせである。例えば、Ｘ方向にのみ配線
可能なＸ層とＹ方向にのみ配線可能なＹ層とで層ペアを
構成する場合や、XY平面内の斜め方向（例えば45゜の方
向）に配線可能なＲ層とＸ層とで層ペアを構成する場合
などが考えられる。

多層配線基板において三次元ラインサーチを行う場
合、ビアがどの層まで貫通可能かを調べるために深さ方
向の探索を追加する必要があり、その概略を第４図に示
す。同図において〜はサーチラインの探索レベルを
示しており、は第１レベルのサーチラインを示してい
る。また、三次元ラインサーチを行う場合の動作手順を
第５図に示す。始点及び終点の位置やビアに関する情報
（ビア長が位置）等の配線経路探索に必要な情報は、既
にビア・パタン・層構成記憶部211及び配線区間記憶部2
21に記憶されているものとする。

配線制御部261から三次元のラインサーチによる配線
が指示されると、三次元配線部241は、始点及び終点の
それぞれから到達できる層を探すための第１レベルの深
さ方向のサーチラインを出す（ステップ511）。三次元
配線部241は、配線区間記憶部221に格納された始点の位
置情報を読み出すと共に、この始点に接続されたビアに
関する情報をビア・パタン・層構成記憶部211から読み
出し、このビアに沿った第１レベルのサーチラインを出
す。同様に終点についても第１レベルのサーチラインを
出す。

次に、三次元配線部241は、到達できた層ペアにおい
て各層ペアの平面方向に第２レベルのサーチラインを出
す（ステップ512）。三次元配線部241は、第１レベルの
サーチラインに対応するビアの位置から層ペアで決定さ
れた平面方向（例えばXY方向あるいはXR方向）に第２レ
ベルのサーチラインを出す。また、終点からの第１レベ
ルのサーチラインが到達した層ペアについても同様に第
２レベルのサーチラインを出す。

次に、三次元配線部241は、始点及び終点から出され
たサーチライン同士が交叉するか否かを判定し（ステッ
プ513）、交叉すれば（肯定判断）始点と終点間の配線
が終了する。また、交叉しなければ、第２レベルのサー
チラインが到達したビア設定可能点を探索する。

以後、三次元配線部241は深さ方向及び平面方向に交
互にサーチラインを出していって（ステップ514）、始
点から出したサーチラインと終点から出したサーチライ
ンとが交叉すれば配線を終了する。

（ii）三次元指定長配線 次に、二点間を指定長で配線する場合について説明す
る。この配線法は、請求項１に記載の発明において、後
述する（iii）二次元半配線を行う際に用いられること
がある。具体的には、層ペア内で指定長配線を行う際に
利用されることがある。

第６図は、第15図に示した二次元のダイヤモンド配線
法を拡張した場合の三次元のダイヤモンド配線法の概略
を示す。第６図におけるＺ方向の長さはビア長を線長に
換算した長さを示している。

この立体のダイヤモンドの各面は、始点，終点間のＸ
方向,Y方向,Z方向に沿った最短長をｌ、指定長をＬと
し、Ｘ方向,Y方向,Z方向のそれぞれについて正負どちら
か一方向にのみ迂回するとして、Ｘ方向の迂回長とＹ方
向の迂回長とＺ方向の迂回長との総和が一体値（Ｌ−
ｌ）なる点の集合である。

この立体のダイヤモンドの面上に設定した迂回点をＤ
とし、始点とＤ点間及び終点とＤ点間をそれぞれ迂回の
ない最短経路で配線すれば、始点，終点間を指定長Ｌで
配線できる。第７図は、この点Ｄ点を含む三角錐を切り
出した図である。いま、第６図の始点,D点，終点を結ぶ
経路は、第７図に示したDx,Dy,Dzを利用して、以下に示
す（４）式のように表すことができる。

1x＋1y＋1z＋２×（Dy＋Dy＋Dz） …（４） ここで、第７図に示すように明らかにDx＝Dx′,Dz＝D
z′,Dz″である。従って、下式が成り立つ。

Dx＋Dy＋Dz＝｛Ｌ−（1x＋1y＋1z）｝/2 …（５） （５）式を（４）式に代入すると、 1x＋1y＋1z＋２×｛Ｌ−（1x＋1y＋1z）｝/2＝Ｌ …（６） となり、線長は指定長Ｌとなっている。

また、始点が基板の表面に、終点が基板の裏面にある
ときには、迂回点Ｄを基板外に設けることができないた
め、第６図の始点，終点間に挟まれた側面部分（＊部）
のみが迂回点Ｄの設定範囲として有効となる。

更に、始点及び終点が共に基板の表面にあるときに
は、第６図に示したダイヤモンドは変形されて側面部分
がなくなり、始点及び終点より下側の基板の厚さ分だけ
が有効となる。

第８図に、三次元指定長配線を行う場合の動作手順を
示す。

配線制御部261から三次元指定長配線が指示される
と、三次元配線部241は、始点，終点の何れか一方の位
置情報を配線区間記憶部221から読み出して、始点，終
点の何れか一方からＸ方向,Y方向,Z方向のそれぞれにつ
いて正負の何れかの方向にのみ迂回して、第６図に示し
たダイヤモンドの面上の未使用の点を迂回点Ｄとして選
択する（ステップ811）。

次に、三次元配線部241は、ステップ811で選択した迂
回点Ｄと始点との間を、最短経路で接続する経路を探索
する（ステップ812）。この経路の探索は、ビア・パタ
ン・層構成記憶部211に記憶された配線探索に必要な情
報を読み出して順次サーチラインを出すことにより行
う。

三次元配線部241は配線可能な否かを判定し（ステッ
プ813）、配線不可能である場合（否定判断）はステッ
プ811に戻って新たな迂回点Ｄを選択して、この迂回点
についての処理を繰り返す。始点と迂回点Ｄとが配線可
能であるとき（肯定判断）は、次に三次元配線部241
は、終点と迂回点Ｄとの間を最短経路で接続する経路を
探索する（ステップ814）。

次に、三次元配線部241は配線可能か否かを判定し
（ステップ815）、配線不可能である場合（否定判断）
はステップ811に戻って新たな迂回点Ｄを選択して、こ
の迂回点についての処理を繰り返す。

終点と迂回点Ｄとが配線可能であるとき（肯定判断）
は、終点，終点間で迂回点Ｄを介した指定長Ｌの配線が
できたことになる。

また、線長指定がない場合であっても、指定した迂回
長以下で配線する場合には、第６図に示した立体のダイ
ヤモンドの範囲が最大迂回可能領域となる。つまり、こ
のダイヤモンドの外を一部でも配線が通ると、最大迂回
長を越えた配線となる。

このように、三次元ラインサーチ法による配線あるい
は三次元指定長配線を行うことにより、ビアも配線経路
の一部として扱って、効率良い三次元配線を行うことが
可能になる。特に、これらの配線においては深さ方向に
ついても探索を行っており、ビア長による信号の遅延等
の影響を考慮に入れたものとなっている。

上記した「（ｉ）三次元ラインサーチによる配線」及
び「（ii）三次元指定長配線」は完全な三次元の配線手
法であり、配線対象によっては配線に膨大な時間がかか
る場合がある。以下に、二次元半配線と条件付き三次元
配線とを組み合わせた二段階配線によって、配線処理を
簡略化した二段階配線について説明する。この二段階配
線は、請求項１記載の発明に対応する。

（iii）二段階配線 二段階配線では、先ず始点と終点から第１レベルのサ
ーチラインをＺ方向のみに出し、共通に到達できた層ペ
アを検出して配線を行う。この配線を二次元半配線と称
するものとする。次に、配線不可能であった区間に対し
て三次元の条件付きラインサーイを行い、このラインサ
ーチによって共通に到達できた層ペアによって配線を行
う。この三次元の条件付きラインサーチによる配線を条
件付き三次元配線と称するものとする。

（iii−１）二次元半配線 第９図に二次元半配線の動作手順を示す。

先ず、三次元配線部241は、配線対象区間の始点及び
終点から第１レベルのサーチラインを出し、共通に到達
できる層ペアを探索する（ステップ911）。

三次元配線部241は、配線区間記憶部221に記憶された
始点の位置情報を読み出すと共に、この始点に接続され
たビア長に関する情報をビア・パタン・層構成記憶部21
1から読み出し、このビアに沿った第１レベルのサーチ
ラインを出す。

この第１レベルのラインサーチは、以下の〜の各
条件を満たすまで行う。

第１レベルのサーチラインが障害となるパタンや既に
設定されているビアに到達するまで行う。

ビアによる分岐に制限がある場合は、その分岐長まで
行う。後えば、ECL素子の受端を並列接続したい場合に
は分岐が無視できる程度にする必要があるため、第１レ
ベルのサーチラインの到達範囲を例えば第４層まで（２
番目の層ペアまで）に制限する。

配線基板の反対面の同一座標にも他の未配線区間の始
点あるいは終点が存在する場合には、共通に利用可能な
層を折半する位置まで行う。これは、反対面の未配線区
間が配線できなくなることを防ぐためである。

次に、始点と終点から共通に到達できた層ペアを対象
として、二次元のラインサーチを行って配線を行う（ス
テップ912）。二次元配線部231は、始点及び終点から出
た第１レベルのサーチラインが共に到達できた１つある
いは複数の層ペアにおいて二次元のラインサーチを行
う。

ここで二次元配線部231は、配線が成功したか否かを
判定し（ステップ913）、成功した場合（肯定判断）は
配線動作を終了する。配線できなかったときは、すなわ
ち共通の層ペアに到達できなかった場合や共通の層ペア
内でサーチラインが交叉しなかった場合には、後述する
条件付き三次元配線を行う。

第10図に、二次元半配線の概略を示す。同図の例で
は、共通に到達できた層ペアとしてＸ層とＹ層からなる
層ペアと、Ｘ層とＲ層からなる層ペアとが存在する。図
中の●部は二次元の配線で使用したビアであり、このビ
アを介して層ペアを構成する各層が接続される。

また、線長の指定がある場合には、各層ペア内で二次
元のダイヤモンドを設定して二次元配線を行うことにな
るが、この二次元のダイヤモンドは第６図に示した立体
のダイヤモンドを配線を行う層ペアを含む平面で切った
形となる。この場合の指定長Ｌは、始点及び終点から層
ペアに到達するまでのビア長を差し引いた値となる。

また、第10図に示したように、層ペアの候補が２組以
上ある場合には、二次元配線部231は、優先順位が高い
層ペアから順に配線を行うようにする。この優先順位を
決定するために、各層ペアの論長を以下のように定義す
る。

層ペアの論長＝〔層ペア上で迂回のない最短経路で配線
したときのパタンの線長〕＋〔始点，終点からその層ペ
アに到達するために必要なビア長〕 ある配線区間に対して最大線長が指示されているとき
は、この論長が最大線長より小さい層ペアのみが候補と
なる。また、一般の配線では、なるべく配線長が短くな
るように、この論長が短い層ペアから優先して配線を行
う。更に、線長が指定されているときには、なるべく層
ペア上で無駄な迂回配線を行わなくてすむように、論長
がその指定線長以下で最も指定線長に近い層ペアを優先
して配線を行う。

また、複数区間の配線を並行して行う場合には、なる
べく未配線となる区間の数が少なくなるような順番で配
線する必要がある。この配線のトライアル順を第11図に
示す。先ず、全区間に対して層ペアの候補とその優先順
位を決定する。次に、最も優先順位の赤い候補から順に
各層ペアで配線を行っていく。その際、優先順位が等し
い層ペアが複数の区間について競合した場合には、候補
となる層ペアの数が最も少ない配線区間を優先して配線
するようにする。これは、候補となる層ペアの数が少な
いほど、他の層ペアで配線できる確立が少なく、結果的
に未配線となってしまう可能性が高いからである。

（iii−２）条件付き三次元配線 次に、二次元半配線で配線ができなかった（ステップ
913で否定判断）区間に対して条件付き三次元配線を行
う。

先ず、三次元配線部241は、始点と終点の座標を配線
区間記憶部221から読み出して、始点と終点からの三次
元ラインサーチを開始する（ステップ914）。ただし、
一般の三次元配線と異なり、予め設定しておいた条件の
範囲内で三次元配線を行うようにする。条件としては、
探索レベル数，探索時間あるいは線長等に制限を設ける
ことができ、この条件を満たす範囲内で三次元ラインサ
ーチが行われる。

なお、深さ方向の第１レベルのラインサーチにおいて
は、上述した二次元半配線と同様に、分岐長制限を満た
すようにする。また、三次元配線部241は、線長を制御
するためにビアに到達するまでの線長を計算して記憶し
ておいて、なるべくそのビアに到達するまでの線長が短
い経路を優先する。これは、同一のビアに到達するまで
の無駄な迂回を防ぐためである。

次に、三次元配線部241は、上述した条件付き三次元
配線によって、始点と終点から出したサーチラインが交
叉したか否かを判定する（ステップ915）。サーチライ
ンが交叉したときは、線長条件を満足しているか否かを
判定し（ステップ916）、満足しているとき（肯定判
断）はその経路を配線経路として二段階配線動作を終了
する。サーチラインが交叉しないか、あるいは交叉して
も線長条件を満たしていない場合（共に否定判断）は、
二次元配線部231による二次元のラインサーチを行う
（ステップ917）。二次元配線部231は、上述した条件付
き三次元配線によって、終点と終点から共通に到達でき
た層ペアを対象として、二次元のラインサーチによって
配線を行い、二段階配線動作を終了する。

第12図に、線長指定がある区間の配線を行なっている
時のある層ペアを取り出して真上から見た二次元のダイ
ヤモンドを示す。同図は、始点と終点から三次元配線で
到達できるビア群の探索方向を示しており、始点あるい
は終点から逆戻りをしないように遠ざかる方向にのみ探
索を行うようにする。このようにすることで、あるビア
に到達するまでの無駄な迂回を防止することができる。
また、各層ペアで指定長配線を行う場合は、始点と迂回
点Ｄあるいは終点と迂回点Ｄで対角線が決定される矩形
領域（図中ｓ及びｅ）の中に入るビア群のみを配線対象
とし、始点からのビア群と迂回点Ｄとの間、終点からビ
ア群と迂回点Ｄとの間は迂回のない最短方向にのみ探索
を行うようにする。

ステップ914で始点と終点とからの三次元配線によっ
て共通に到達できた層ペアが複数存在する場合の各層ペ
アの優先付けについては、二次元半配線と同様にして行
う。

このように、二段階配線では、二次元半配線と条件付
き三次元配線を組み合わせて行うようにする。二次元半
配線では、第１レベルのラインサーチによって始点と終
点とが共通に到達できた層ペアに対して二次元配線を行
っているため、実質的には二次元配線と同等の処理量で
配線を行うことができる。また、二次元半配線で配線で
きなかった場合に行う条件付き三次元配線では、探索レ
ベルや線長に条件を付けて三次元配線を行い、この結
果、始点と終点から共通に到達できた層ペアにおいて二
次元配線を行う。三次元配線に条件を付けることによ
り、処理量を所定量以下に押えることができるため、そ
の後の二次元配線を含めても、一般の三次元配線と比べ
ると大幅な処理量の低減を達成することができ、高速の
配線が可能になる。

また、二次元半配線で始点と終点とから共通に到達で
きた層ペアが複数存在する場合に各層ペアに優先付けを
行うと共に、配線する複数区間について比較を行うこと
により、未配線区間を減らすことができ、高配線率の達
成が可能となる。

更に、二次元半配線あるいは条件付き三次元配線の第
１レベルのラインサーチに制限を加えることにより、ビ
アによる分岐長を自由に設定することができ、効率良い
三次元配線が可能となる。ビアによる分岐長に制限を加
えた場合の一例を第13図に示す。同図（ａ）は二次元半
配線においてビア長を制限した場合、同図（ｂ）は条件
付き三次元配線でビア長を制限した場合を示している。

〔発明の効果〕

請求項１記載の発明によれば、初めに二次元半配線を
行い、配線できなかった場合に限って制限付き三次元配
線を行うため、単純に三次元配線を実行する場合と比較
して、配線時間を大幅に短縮することができる。

また、請求項１記載の三次元配線方法よれば、制限付
き三次元配線において、指定線長とビアの分岐制限長と
最大探索レベル数と探索時間とに各々制限を付している
ため、ビア長等を考慮した効率的な配線を実行すること
ができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１における前記
制限付き三次元配線の結果、共通に到達できた層ペアに
おいて、水平方向に出されたサーチラインが交差しない
場合又は指定線長を満足しない場合、再度、水平方向に
サーチラインを出して二次元配線が実行される。そのた
め、配線をより確実に行うことが可能になる。

したがって、請求項1,2記載の三次元配線方法によれ
ば、ビア長を考慮した効率的な三次元配線を行うことが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の三次元配線方法の原理を示すフローチ
ャート、 第２図は本発明の三次元配線方式を適用した一実施例の
構成図、 第３図は多層配線基板の層構成の説明図、 第４図は三次元ラインサーチの説明図、 第５図は三次元ラインサーチの動作説明図、 第６図及び第７図は三次元のダイヤモンドの説明図、 第８図は三次元指定長配線の動作説明図、 第９図は二段階配線の動作説明図、 第10図は二次元半配線の概略図、 第11図は配線のトライアル順の説明図、 第12図は二段階配線で到達するビア群の説明図、 第13図は二段階配線における分岐制限の説明図、 第14図は二次元ラインサーチの説明図、 第15図は二次元のダイヤモンドの説明図、 第16図は分岐の説明図である。 図において、 111は第１の配線区間記憶手段、 121は第１の配線条件格納手段、 131は迂回点設定手段、 141は第１の配線手段、 151は第２の配線区間記憶手段、 161は第２の配線条件格納手段、 171は第２の配線手段、 181は第３の配線手段、 211はビア・パタン・層構成記憶部、 221は配線区間記憶部、 231は二次元配線部、 241は三次元配線部、 251は配線層候補設定部、 261は配線制御部である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、多層配線基板のビア設定可能
   位置と、既配線パタン位置とその形状と、多層配線基板
   の層構造を含む配線経路探索に必要な情報をビア・パタ
   ン・層構成記憶部に格納する第１のステップと、 少なくとも、三次元で表される配線区間の始点及び終点
   を表す座標と、前記始点と前記終点間の長さを指示する
   指定線長と、多層配線基板を貫くビアの分岐制限長を含
   む配線対象を示す情報を配線区間記憶部に格納する第２
   のステップと、 前記ビア・パタン・層構成記憶部から読み出した始点と
   終点の座標と、前記ビア・パタン・層構成記憶部から読
   み出した前記始点に接続されたビア及び前記終点に接続
   されたビアから、多層基板の深さ方向について、各々第
   １レベルのサーチラインに限って出す第３のステップ
   と、 第３のステップにおいて出された第１レベルのサーチラ
   インが共通の層ペアに到達することに成功したか失敗し
   たかを判定する第４のステップと、 第４のステップにおいて成功したと判定された場合、前
   記共通の層ペアにおいて二次元配線を行い、前記二次元
   配線が成功したか失敗したかを判定し、成功した場合に
   は処理を終了する第５のステップと、 前記第４のステップ又は前記第５のステップにおいて失
   敗したと判定された場合、前記配線区間記憶部から読み
   出した前記配線対象を示す情報に従い、かつ最大探索レ
   ベル数と探索時間の各制限内で、前記始点及び終点の各
   々から多層基板の深さ方向について新たなサーチライン
   を出し、共通に到達できた層ペアにおいて、水平方向に
   サーチラインを出して前記制限を付した三次元配線を行
   う第６のステップと から構成されることを特徴とする三次元配線方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の三次元配線方法において、 前記第６のステップにおいて、共通に到達できた層ペア
   において、水平方向に出されたサーチラインが交差する
   か否か及び指定線長を満足するか否かを判定し、両者を
   満足すると判定された場合には処理を終了し、少なくと
   もいずれか一方を満足しないと判定された場合には、前
   記第６のステップにおいて共通に到達できた層ペアを対
   象として、水平方向にサーチラインを出して二次元配線
   を実行する第７のステップとから構成されることを特徴
   とする三次元配線方法。