JP3069422B2 - 多層プリント配線板のパターン設計処理方法および装置 - Google Patents
多層プリント配線板のパターン設計処理方法および装置Info
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- JP3069422B2 JP3069422B2 JP3354878A JP35487891A JP3069422B2 JP 3069422 B2 JP3069422 B2 JP 3069422B2 JP 3354878 A JP3354878 A JP 3354878A JP 35487891 A JP35487891 A JP 35487891A JP 3069422 B2 JP3069422 B2 JP 3069422B2
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- wiring board
- printed wiring
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気回路、特に多種の電
圧を使用する多層プリント配線板、その多層プリント配
線板のアース層や電源層のパターン設計処理方法および
そのパターン設計処理方法を用いたＣＡＤ（計算機援用
設計）装置などのパターン設計処理装置に関するもので
ある。
圧を使用する多層プリント配線板、その多層プリント配
線板のアース層や電源層のパターン設計処理方法および
そのパターン設計処理方法を用いたＣＡＤ（計算機援用
設計）装置などのパターン設計処理装置に関するもので
ある。
【０００２】近年の多層プリント配線板は、信号速度の
高速化、実装密度の高密度化などの要求に伴い、信号パ
ターンのマイクロストリップ線路化や電磁シールド強化
が求められており、多層プリント配線板中のアース層や
電源層のプレーン面をできるだけ連続面で構成すること
が必要とされるようになっている。
高速化、実装密度の高密度化などの要求に伴い、信号パ
ターンのマイクロストリップ線路化や電磁シールド強化
が求められており、多層プリント配線板中のアース層や
電源層のプレーン面をできるだけ連続面で構成すること
が必要とされるようになっている。
【０００３】
【従来の技術】図５には多層プリント配線板の一例とし
てその断面図が示される。図中、とは回路部品や信
号パターンが配置される信号層、はアース用のプレー
ン（導体面）が配されるアース層、は電源用のプレー
ンが配される電源層であり、各層間はスルーホールやビ
アホールを用いて接続される。例えば信号層のＡ点の
パターンは電源層のプレーンとビアホールで接続さ
れ、電源層のランドをスルーホールで非接続で貫通し
て信号層のパターンに接続される。また信号層のＢ
点のパターンはアース層のランドをスルーホールで非
接続で貫通し、電源層のプレーンとビアホールで接続
され更に信号層のパターンに接続される。
てその断面図が示される。図中、とは回路部品や信
号パターンが配置される信号層、はアース用のプレー
ン（導体面）が配されるアース層、は電源用のプレー
ンが配される電源層であり、各層間はスルーホールやビ
アホールを用いて接続される。例えば信号層のＡ点の
パターンは電源層のプレーンとビアホールで接続さ
れ、電源層のランドをスルーホールで非接続で貫通し
て信号層のパターンに接続される。また信号層のＢ
点のパターンはアース層のランドをスルーホールで非
接続で貫通し、電源層のプレーンとビアホールで接続
され更に信号層のパターンに接続される。
【０００４】アース層や電源層においてスルーホール導
体やビアホールが通る位置にはランドが形成されるが、
このランドはその層のプレーンへの接続、非接続に応じ
て２種類ランド形状が用意される。スルーホール導体が
通る非接続ランドの場合、プレーン面に円形等の非導体
部分を作ってそこにスルーホール（貫通用の導体）を貫
通させることでアース層または電源層のプレーンとスル
ーホールとの間に間隙を設けて両者を非接続状態とする
のであるが、この間隙の寸法値は、このアース層または
電源層のプレーンとスルーホールの間に発生し得る最大
使用電位差を想定し、その最大使用電位差に絶縁が耐え
うるもの、すなわち想定される最大使用電位差に対し必
要な最大寸法のものに一律的に決定される。
体やビアホールが通る位置にはランドが形成されるが、
このランドはその層のプレーンへの接続、非接続に応じ
て２種類ランド形状が用意される。スルーホール導体が
通る非接続ランドの場合、プレーン面に円形等の非導体
部分を作ってそこにスルーホール（貫通用の導体）を貫
通させることでアース層または電源層のプレーンとスル
ーホールとの間に間隙を設けて両者を非接続状態とする
のであるが、この間隙の寸法値は、このアース層または
電源層のプレーンとスルーホールの間に発生し得る最大
使用電位差を想定し、その最大使用電位差に絶縁が耐え
うるもの、すなわち想定される最大使用電位差に対し必
要な最大寸法のものに一律的に決定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにアース層
や電源層のランド形状としては、想定される最大使用電
位差に対応した最大寸法のものが用いられている。この
ため間隙寸法が大きくなり、アース層や電源層のプレー
ン面がこのランドの間隙部により連続的な導体面となら
ない。この場合、プリント配線基板の高速度化、高密度
化がすすむと、このプレーン面の抜け部分に起因して、
信号パターンとアース間のキャパシタンスが変化するな
どして信号線路の特性インピーダンスが変化し、反射を
生じたり電磁波として他の信号層との間で干渉を生じた
りするなど、プレーンの不連続が諸電気特性に悪影響を
及ぼすようになる。
や電源層のランド形状としては、想定される最大使用電
位差に対応した最大寸法のものが用いられている。この
ため間隙寸法が大きくなり、アース層や電源層のプレー
ン面がこのランドの間隙部により連続的な導体面となら
ない。この場合、プリント配線基板の高速度化、高密度
化がすすむと、このプレーン面の抜け部分に起因して、
信号パターンとアース間のキャパシタンスが変化するな
どして信号線路の特性インピーダンスが変化し、反射を
生じたり電磁波として他の信号層との間で干渉を生じた
りするなど、プレーンの不連続が諸電気特性に悪影響を
及ぼすようになる。
【０００６】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とすることろは、アース層や電源層の
プレーンのランドの間隙寸法を必要最小限のものにする
ことで、多層プリント配線板の諸電気特性の向上を図る
ようにすることにある。
であり、その目的とすることろは、アース層や電源層の
プレーンのランドの間隙寸法を必要最小限のものにする
ことで、多層プリント配線板の諸電気特性の向上を図る
ようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】図１は本発明に係る原理
説明図である。上述の課題を解決するために、本発明に
おいては、多層プリント配線板の部品配置および信号層
のパターン設計が完了したパターン設計データに基づい
て、生成しようとするアース層および／または電源層の
プレーンとスルーホールとの電位差を求め、予め複数の
電位差区分毎に定義したランド形状データの中から、そ
の求めた電位差に対応するランド形状を選出し、その選
出されたランド形状をアース層および／または電源層に
おけるスルーホール位置に配置するようにした多層プリ
ント配線板のパターン設計処理方法が提供される。
説明図である。上述の課題を解決するために、本発明に
おいては、多層プリント配線板の部品配置および信号層
のパターン設計が完了したパターン設計データに基づい
て、生成しようとするアース層および／または電源層の
プレーンとスルーホールとの電位差を求め、予め複数の
電位差区分毎に定義したランド形状データの中から、そ
の求めた電位差に対応するランド形状を選出し、その選
出されたランド形状をアース層および／または電源層に
おけるスルーホール位置に配置するようにした多層プリ
ント配線板のパターン設計処理方法が提供される。
【０００８】また本発明においては、多層プリント配線
板の部品配置および信号層のパターン設計が完了した信
号パターン設計データに基づいて、生成しようとするア
ース層および／または電源層のプレーンとスルーホール
との電位差を求める電位差算出手段３１と、複数の電位
差区分毎にランド形状データを予め定義して記憶するラ
ンド形状データ記憶手段３２と、ランド形状データ記憶
手段３２のランド形状データの中から該電位差算出手段
３１で求めた電位差に対応するランド形状を選出する選
出手段３３と、選出手段３３で選出されたランド形状を
アース層および／または電源層におけるスルーホール位
置に配置する配置手段３４とを備えた多層プリント配線
板のパターン設計処理装置が提供される。
板の部品配置および信号層のパターン設計が完了した信
号パターン設計データに基づいて、生成しようとするア
ース層および／または電源層のプレーンとスルーホール
との電位差を求める電位差算出手段３１と、複数の電位
差区分毎にランド形状データを予め定義して記憶するラ
ンド形状データ記憶手段３２と、ランド形状データ記憶
手段３２のランド形状データの中から該電位差算出手段
３１で求めた電位差に対応するランド形状を選出する選
出手段３３と、選出手段３３で選出されたランド形状を
アース層および／または電源層におけるスルーホール位
置に配置する配置手段３４とを備えた多層プリント配線
板のパターン設計処理装置が提供される。
【０００９】また本発明においては、多層プリント配線
板のアース層および／または電源層のプレーンとスルー
ホールとの間に生じる電位差に応じて、それらスルーホ
ールに対応する位置のランド形状を変えて、それらアー
ス層および／または電源層のプレーンとスルーホール間
の間隙を該電位差が小さい時には小さくし大きくなるに
従って大きくするようにした構造の多層プリント配線板
が提供される。
板のアース層および／または電源層のプレーンとスルー
ホールとの間に生じる電位差に応じて、それらスルーホ
ールに対応する位置のランド形状を変えて、それらアー
ス層および／または電源層のプレーンとスルーホール間
の間隙を該電位差が小さい時には小さくし大きくなるに
従って大きくするようにした構造の多層プリント配線板
が提供される。
【００１０】
【作用】電位差算出手段３１により多層プリント配線板
の部品配置および信号層のパターン設計が完了したパタ
ーン設計データに基づいて、生成しようとするアース層
および／または電源層のプレーンとスルーホールとの電
位差を求める。そして選出手段３３により、ランド形状
データ記憶手段３２のランド形状データの中から、その
求めた電位差に対応するランド形状を選出する。さらに
配置手段３４により、その選出されたランド形状をアー
ス層および／または電源層におけるスルーホール位置に
配置する。
の部品配置および信号層のパターン設計が完了したパタ
ーン設計データに基づいて、生成しようとするアース層
および／または電源層のプレーンとスルーホールとの電
位差を求める。そして選出手段３３により、ランド形状
データ記憶手段３２のランド形状データの中から、その
求めた電位差に対応するランド形状を選出する。さらに
配置手段３４により、その選出されたランド形状をアー
ス層および／または電源層におけるスルーホール位置に
配置する。
【００１１】このようにして設計製造された多層プリン
ト配線板は、そのアース層および／または電源層のプレ
ーンとスルーホールとの間に生じる電位差に応じて、そ
のスルーホールの位置のランド形状が、上記電位差が小
さい時には間隙が小さく電位差が大きくなるに従って間
隙が大きくなるよう形成されるので、プレーン上の抜け
部分を必要最小限にすることができる。
ト配線板は、そのアース層および／または電源層のプレ
ーンとスルーホールとの間に生じる電位差に応じて、そ
のスルーホールの位置のランド形状が、上記電位差が小
さい時には間隙が小さく電位差が大きくなるに従って間
隙が大きくなるよう形成されるので、プレーン上の抜け
部分を必要最小限にすることができる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図２には本発明方法によるＣＡＤ装置の実施例の
システム構成が示される。図２において、１はパターン
データ編集部であり、ＣＡＤ装置の要部を構成してお
り、プリント配線板のパターン設計データの作成・修正
・編集が可能である。２はパターン設計データに基づい
て自動配線を行う自動配線部である。４はプリント配線
板の製造に必要なデータを最終的なパターン設計データ
として出力する製造データ出力部である。３は本発明に
係わるアース層・電源層のプレーンデータを自動生成す
るアース・電源プレーンデータ生成部である。このアー
ス・電源プレーンデータ生成部３は図１に示したと同様
の機能手段で構成される。
する。図２には本発明方法によるＣＡＤ装置の実施例の
システム構成が示される。図２において、１はパターン
データ編集部であり、ＣＡＤ装置の要部を構成してお
り、プリント配線板のパターン設計データの作成・修正
・編集が可能である。２はパターン設計データに基づい
て自動配線を行う自動配線部である。４はプリント配線
板の製造に必要なデータを最終的なパターン設計データ
として出力する製造データ出力部である。３は本発明に
係わるアース層・電源層のプレーンデータを自動生成す
るアース・電源プレーンデータ生成部である。このアー
ス・電源プレーンデータ生成部３は図１に示したと同様
の機能手段で構成される。
【００１３】このＣＡＤ装置によるアース層・電源層の
プレーンパターン生成処理が以下に説明される。まず、
パターンデータ編集部１と自動配線部２により多層プリ
ント配線板パターン設計処理における部品配置および信
号層の信号パターンの設計が行われ、例えば図３の
（Ａ）に示されるようなパターンに対応する信号パター
ン設計データが作られる。図３の（Ａ）において、１２
はある信号層の信号ライン、１３は他の信号層の信号ラ
インであり、１４1 〜１４7 はスルーホールが通るラン
ドである。
プレーンパターン生成処理が以下に説明される。まず、
パターンデータ編集部１と自動配線部２により多層プリ
ント配線板パターン設計処理における部品配置および信
号層の信号パターンの設計が行われ、例えば図３の
（Ａ）に示されるようなパターンに対応する信号パター
ン設計データが作られる。図３の（Ａ）において、１２
はある信号層の信号ライン、１３は他の信号層の信号ラ
インであり、１４1 〜１４7 はスルーホールが通るラン
ドである。
【００１４】この信号パターン設計データは１２〜１４
を要素とするネット情報の属性として電圧値を持つ。図
４の（Ａ）はこのネット情報の例が示されており、例え
はランドについてはその位置と形状の情報、ラインにつ
いては層番号、始点位置、終点位置、ライン幅などの情
報があり、更にそれらで構成されるネット（回路）の電
圧値が情報として含まれる。
を要素とするネット情報の属性として電圧値を持つ。図
４の（Ａ）はこのネット情報の例が示されており、例え
はランドについてはその位置と形状の情報、ラインにつ
いては層番号、始点位置、終点位置、ライン幅などの情
報があり、更にそれらで構成されるネット（回路）の電
圧値が情報として含まれる。
【００１５】これらの信号パターン設計データはアース
・電源プレーンデータ生成部３に入力される。このアー
ス・電源プレーンデータ生成部３では、電位差算出手段
３１により、入力された信号パターン設計データとネッ
ト情報に基づいて、そのパターン（例えば図３のＡのパ
ターン）におけるスルーホールを取り出し、このスルー
ホールが、アース・電源プレーンデータ生成部３で生成
しようとするアース層や電源層のプレーンとの間で持つ
電位差を算出する。図３の（Ｂ）にはこの取り出したス
ルーホールが持つ電位差の例が示されており、これらの
スルーホールが通るランド１４1 〜１４7 の位置に対応
してそれぞれ０Ｖ、５Ｖ、１０Ｖ、５０Ｖの電位差値が
表示されている。
・電源プレーンデータ生成部３に入力される。このアー
ス・電源プレーンデータ生成部３では、電位差算出手段
３１により、入力された信号パターン設計データとネッ
ト情報に基づいて、そのパターン（例えば図３のＡのパ
ターン）におけるスルーホールを取り出し、このスルー
ホールが、アース・電源プレーンデータ生成部３で生成
しようとするアース層や電源層のプレーンとの間で持つ
電位差を算出する。図３の（Ｂ）にはこの取り出したス
ルーホールが持つ電位差の例が示されており、これらの
スルーホールが通るランド１４1 〜１４7 の位置に対応
してそれぞれ０Ｖ、５Ｖ、１０Ｖ、５０Ｖの電位差値が
表示されている。
【００１６】ここで、これらスルーホールとアース層や
電源層のプレーンとの間で生じ得る電位差を予め想定し
て、０〜最大電位差間を幾つかに区分し、その電位差区
分毎にその区分の電位差に適した大きさのランド形状を
予め定義しておき、これをランド形状データテーブルと
して保持しておく。つまりランド形状データテーブルは
プリント配線板素材、製造プロセスや要求される信頼性
条件から定められた耐電圧基準を満たす最適な導体間隔
値となる形状データを電圧区分毎に定義している。図４
の（Ｂ）にはこのランド形状データテーブルの例が示さ
れており、例えば、電位差Ｖ＝０の時にはランド無し、
０＜｜Ｖ｜＞１０の時には径φ２のランド、１０≦｜Ｖ
｜＞２０の時には径φ２．６のランド、５０≦｜Ｖ｜＞
１００の時には径φ３．５のランドの形状が予め定義さ
れている。
電源層のプレーンとの間で生じ得る電位差を予め想定し
て、０〜最大電位差間を幾つかに区分し、その電位差区
分毎にその区分の電位差に適した大きさのランド形状を
予め定義しておき、これをランド形状データテーブルと
して保持しておく。つまりランド形状データテーブルは
プリント配線板素材、製造プロセスや要求される信頼性
条件から定められた耐電圧基準を満たす最適な導体間隔
値となる形状データを電圧区分毎に定義している。図４
の（Ｂ）にはこのランド形状データテーブルの例が示さ
れており、例えば、電位差Ｖ＝０の時にはランド無し、
０＜｜Ｖ｜＞１０の時には径φ２のランド、１０≦｜Ｖ
｜＞２０の時には径φ２．６のランド、５０≦｜Ｖ｜＞
１００の時には径φ３．５のランドの形状が予め定義さ
れている。
【００１７】このランド形状データテーブルに基づい
て、ランド形状の選出手段３３により、前述の取り出し
た各スルーホールについて、その算出したプレーン・ス
ルーホール間の電位差に対応したランド形状データを選
出する。
て、ランド形状の選出手段３３により、前述の取り出し
た各スルーホールについて、その算出したプレーン・ス
ルーホール間の電位差に対応したランド形状データを選
出する。
【００１８】このように選出したランド形状データに基
づいて、配置手段３４は、アース層または電源層の全面
ベタパターン状態のプレーン上から各スルーホール１４
1 〜１４7 毎に、選出されたランド形状データをそれぞ
れの位置に配置してプレーンデータを生成する。図３の
（Ｃ）にはかかるプレーンデータの様子が示されてお
り、電位差５Ｖのランド１４1 〜１４4 としては径φ２
のランド形状が、電位差１０Ｖのランド１４5 としては
径φ２．６のランド形状が、また電位差５０Ｖのランド
１４6 、１４7 としては径φ３．５のランド形状がそれ
ぞれ選出されたプレーンデータとなる。なお、この図中
の内部に斜線が書かれた〇はプレーンの窓（すなわちプ
レーンの抜け部分）の形状を表している。
づいて、配置手段３４は、アース層または電源層の全面
ベタパターン状態のプレーン上から各スルーホール１４
1 〜１４7 毎に、選出されたランド形状データをそれぞ
れの位置に配置してプレーンデータを生成する。図３の
（Ｃ）にはかかるプレーンデータの様子が示されてお
り、電位差５Ｖのランド１４1 〜１４4 としては径φ２
のランド形状が、電位差１０Ｖのランド１４5 としては
径φ２．６のランド形状が、また電位差５０Ｖのランド
１４6 、１４7 としては径φ３．５のランド形状がそれ
ぞれ選出されたプレーンデータとなる。なお、この図中
の内部に斜線が書かれた〇はプレーンの窓（すなわちプ
レーンの抜け部分）の形状を表している。
【００１９】以上のようにしてアース・電源プレーンデ
ータ生成部３で、アース層または電源層のプレーンデー
タを生成し出力すると、それらのプレーンのパターン抜
けによる諸電気特性の劣化を最小限にすることができ
る。
ータ生成部３で、アース層または電源層のプレーンデー
タを生成し出力すると、それらのプレーンのパターン抜
けによる諸電気特性の劣化を最小限にすることができ
る。
【００２０】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、従来の如き最大使用電圧対応にランドの間隙を設定
していた処理に比べて、アース層・電源層のプレーンの
不連続性を少なくすることができるので、信号パターン
のマイクロストリップ線路やストリップ線路の特性イン
ピーダンスの改善およびシールド効果の改善等を図るこ
とができ、機器性能の向上に寄与するところ大である。
ば、従来の如き最大使用電圧対応にランドの間隙を設定
していた処理に比べて、アース層・電源層のプレーンの
不連続性を少なくすることができるので、信号パターン
のマイクロストリップ線路やストリップ線路の特性イン
ピーダンスの改善およびシールド効果の改善等を図るこ
とができ、機器性能の向上に寄与するところ大である。
【図１】本発明に係る原理説明図である。
【図２】本発明方法を行うＣＡＤ装置の実施例のシステ
ム構成を示す図である。
ム構成を示す図である。
【図３】実施例装置によるアース層・電源層プレーンデ
ータの生成の仕方を説明する図である。
ータの生成の仕方を説明する図である。
【図４】ネット情報およびランド形状データテーブルを
説明する図である。
説明する図である。
【図５】多層プリント配線板の構造を説明する図であ
る。
る。
１ パターンデータ編集部 ２ 自動配線部 ３ アース・電源プレーンデータ生成部 ４ 製造データ出力部 ３１ 電位差算出手段 ３２ ランド形状データ記憶手段 ３３ 選出手段 ３４ 配置手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−30194（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−290092（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 17/50 H05K 3/46 H05K 1/00 - 1/14
Claims (3)
- 【請求項１】 多層プリント配線板の部品配置および信
号層のパターン設計が完了したパターン設計データに基
づいて、生成しようとするアース層および／または電源
層のプレーンとスルーホールとの電位差を求め、 予め複数の電位差区分毎に定義したランド形状データの
中から、その求めた電位差に対応するランド形状を選出
し、 その選出されたランド形状を該アース層および／または
電源層における該スルーホール位置に配置するようにし
た多層プリント配線板のパターン設計処理方法。 - 【請求項２】 多層プリント配線板の部品配置および信
号層のパターン設計が完了した信号パターン設計データ
に基づいて、生成しようとするアース層および／または
電源層のプレーンとスルーホールとの電位差を求める電
位差算出手段（３１）と、 複数の電位差区分毎にランド形状データを予め定義して
記憶するランド形状データ記憶手段（３２）と、 該ランド形状データ記憶手段のランド形状データの中か
ら該電位差算出手段で求めた電位差に対応するランド形
状を選出する選出手段（３３）と、 該選出手段で選出されたランド形状を該アース層および
／または電源層における該スルーホール位置に配置する
配置手段（３４）とを備えた多層プリント配線板のパタ
ーン設計処理装置。 - 【請求項３】 多層プリント配線板のアース層および／
または電源層のプレーンとスルーホールとの間に生じる
電位差に応じて、それらスルーホールに対応する位置の
ランド形状を変えて、それらアース層および／または電
源層のプレーンとスルーホール間の間隙を該電位差が小
さい時には小さくし大きくなるに従って大きくするよう
にした構造の多層プリント配線板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3354878A JP3069422B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 多層プリント配線板のパターン設計処理方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3354878A JP3069422B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 多層プリント配線板のパターン設計処理方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05174105A JPH05174105A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3069422B2 true JP3069422B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=18440518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3354878A Expired - Fee Related JP3069422B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 多層プリント配線板のパターン設計処理方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3069422B2 (ja) |
-
1991
- 1991-12-19 JP JP3354878A patent/JP3069422B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05174105A (ja) | 1993-07-13 |
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