JP3103697B2 - 多層配線基板の結線構造検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多層配線基板の結線構造
検査装置に関し、特に層ごとに結線構造を検査して全体
の結線状態を把握する結線構造検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、多層配線基板の結線構造を検査する場合、多層配線
基板の各層のプロットアウト図面を複数枚重ね、目視で
配線の結線状態を追うことにより行われていた。この目
視で行う検査には、次ぎのような問題がある。すなわ
ち、図面を重ねて目視でチェックできる枚数には限度が
あり、実際には二枚程度が限界である。このため二層ご
とのペアのチェックを繰り返すことによって結線構造の
検査を行うことになるが、数十層にも及ぶ多層配線基板
では、手間が膨大になるため運用不可能である。また、
図面を重ねて目視で検査する場合、誤りが発生しやすい
のでダブルチェックを行なう必要があるが、ダブルチェ
ックを行ったとしても十分な精度の検査ができず、膨大
な検査時間が掛かる。

【０００３】このため結線構造検査の機械化が提案され
ており、例えば図８に示すように、ＣＡＤ（不図示）な
どに格納されている図形ファイル８１から必要データの
みを抽出して図形データコンバート手段８２で特定のフ
ォーマットに変換し、配線パターンのデータ保存手段８
３でデータベースを作成し、この状態で、マウス８４な
どを用いて特定の導体パターンを導体パターン指定手段
８５で指定し、指定したある導体パターンを起点とし
て、結線追跡手段８６で導通する導体パターンを上下層
に順次追跡することにより、指定したある導体パターン
に導通する導体パターンを順次拾い上げるものである
（例えば特開平３−７２２７９号公報参照）。なお、図
８中、８７は導体パターンを指定する際に、多層配線基
板の層を指定する層制御手段であり、８８は結線の追跡
結果を出力する出力手段である。

【０００４】ところが、この結線構造検査装置では、指
示した導体パターンと導通する導体パターンのみの結線
状態を検出するものであり、複雑な基板の配線パターン
を一括して求めることができないと共に、浮きビア、浮
きパターンの検出ができないという問題があった。な
お、浮きビアとは、多層配線基板の層と層の間をつなぐ
スルーホール内に形成された導体パターンのうち、他の
導体パターンとつながっていないものをいい、浮きパタ
ーンとは、他の導体パターンとつながっていない層上に
形成された導体パターンをいう。この浮きビアや浮きパ
ターンは、容量やノイズなどの点で回路特性上悪影響が
ある。また、配線パターンを多層に渡って順次上下層に
追跡していくため、検査が冗長になり、多大の処理時間
がかかるという問題があった。さらに、配線パターンの
リスト出力が得られるだけで、ネットリストと配線パタ
ーンとの比較・検査は目視で行わなければならないとい
う問題もあった。なお、ネットリストとは、回路を構成
する端子同士の接続状態をリストとして表現したもので
ある。

【０００５】このようなことから、多層配線基板の製造
工程において、多層配線基板全体の結線の検査が一括し
てできず、結線の検査に時間がかかると共に、配線パタ
ーンのリスト出力が膨大になるため、出力リストとネッ
トリストを照合する手間が膨大になるという問題があっ
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る多層配線基
板の結線構造検査装置は、上述のような従来装置の問題
点に鑑みてなされたものであり、その特徴とするところ
は、多層配線基板の配線パターンに関するＣＡＤデータ
を特定フォーマットに変換するための図形データコンバ
ート手段と、この特定フォーマットに変換した複数層の
配線パターンのデータを層ごとに分類して保存するため
のデータ保存手段と、この配線パターンのデータから、
層内の全ての配線パターンについて上層及び／又は下層
の配線パターンとの導通の有無を層ごとに順次判断し、
導通有りの判断を行った配線パターンの全てにネット番
号が付加されていない場合はそれぞれの配線パターンに
新たなネット番号を付加すると共に、導通有りの判断を
行った配線パターンの一方にネット番号が付加され他方
に付加されていない場合は、付加されていない配線パタ
ーンのネット番号に前記付加されている配線パターンの
ネット番号を付加するネット番号付加手段と、前記配線
パターンのデータベースから回路を構成する端子同士の
接続状態を抽出するネットデータ抽出手段と、抽出され
たネットデータをネット番号ごとに分類し、この分類さ
れたデータと予め形成されたネットリストとを比較する
比較手段と、この比較手段の比較結果を出力する出力手
段を備えて成る点にある。

【０００７】

【作用】上記のように構成することにより、基板全体の
配線パターンを一括して自動的に求めることができると
共に、基板のデータを一方向に１回スキャンするだけ
で、どんなに複雑な配線パターンでも検査することがで
き、さらに多層配線基板の配線パターンとネットリスト
を機械的に検査して、ネットリストとの相違点を自動的
に検出することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳
細に説明する。図１は、本発明に係る多層配線基板の結
線構造検査装置の一実施例を示すブロック図であり、１
は配線パターン検査装置本体、２はＣＡＤシステムなど
の形状データベース部（図形ファイル）、３は各端子の
接続状態についての情報であるネットリストのファイル
である。

【０００９】配線パターン検査装置本体１は、図形デー
タコンバート手段１１、配線パターンのデータ保存手段
１２、ネット番号付加手段１３、層制御手段１４、ネッ
トデータ抽出手段１５、ネットリストコンバート手段１
６、ネットリストデータ保存手段１７、比較手段１８、
および出力手段１９から構成されており、図形ファイル
２内の形状データベースとネットリスト３の情報をもと
に、配線パターンの検査を行い、検査結果を出力手段１
９から出力する。

【００１０】図２（ａ）および（ｂ）は、配線パターン
の検査を行うための試料であり、それぞれ外形図と結線
模式図である。この試料は底部に６８０本のリード端子
２３を有する多層配線基板２４であり、試料の外形寸法
は縦横５０ｍｍ×５０ｍｍ、層数は２０層である。図２
（ｂ）中、２１は導体パターンであり、２２は上下層の
導体パターン２１を接続するスルーホール内に形成され
る導体パターンである（以下、単にスルーホールとい
う）。また、図２（ｂ）中、Ａ１、Ａ２、Ａ３は入出力
端子の名称を示す回路記号である。

【００１１】図３は、配線パターンのデータ保存手段１
２で保存されるデータベースのファイルフォーマットの
一例を示す図であり、この配線パターンのデータベース
では、導体パターンおよびスルーホール、回路記号ごと
に、座標値と層番号が付されており、後述するネット番
号が付される。また、導体パターンには、構成点数のデ
ータもあり、回路記号には、回路記号の名称のデータも
ある。ここでネット番号とは、導体パターンなどの導通
状態を表す論理的な番号である。ネット番号が同じもの
同士は導通があり、ネット番号の異なるものは導通がな
いことを表す。なお、配線パターンのデータ保存手段１
２には、上述のようなデータが各層ごとに保存されてい
る。

【００１２】図４はネットリストデータ保存手段１７で
保存されるデータベースのファイルフォーマットの例を
示す図であり、このネットリストのデータベースには、
信号種ごとに、信号の名称と回路記号１〜ｎのデータが
ある。信号種とは、一まとまりの導通している回路記号
のグループを意味する。信号名称は、信号につけた論理
名称である。

【００１３】図５は、本装置の動作を示すフローチャー
トである。ステップ４１では、図形データコンバート手
段１１により、図形ファイル２から、導体パターンおよ
びスルーホール、回路記号の各データを抽出し、特定構
造をもつ配線パターンのデータベースを作成して配線パ
ターンのデータ保存手段１２に保存する。図形データコ
ンバート手段１１により生成された直後の配線パターン
のデータベースは、ネット番号は入っていない。ネット
番号が入っていないことを表すには、例えばネット番号
０を、ネット番号が入っていないことを表す特別なネッ
ト番号として用いることができる。

【００１４】ステップ４２では、層制御手段１４によ
り、ネット番号付加手段１３を特定層の配線パターンの
データベースに位置づける。

【００１５】ステップ４３では、ネット番号付加手段１
３により、配線パターンのデータベース上の特定層内の
導体パターンとスルーホールの座標を比較することによ
り、導通の有無を判定する。すなわち、図６に示すよう
に、上層からのスルーホール６２及び／又は下層へのス
ルーホール６３が導体パターン６１の内側に位置するか
どうかを、全ての導体パターン６１とスルーホール６
２、６３について判断する。もし「内側」と判断された
場合、スルーホール６２、６３と導体パターン６１は導
通があることになるので、ネット番号を付与するために
以下の処理を行う。

【００１６】導体パターン６１とスルーホール６２のネ
ット番号をそれぞれ、Ｘ、Ｙとする。Ｘ＝Ｙ＝０の場合
（Ｘ、Ｙともにネット番号が付されていない場合）、新
しいネット番号を生成し、導体パターン６１とスルーホ
ール６２の共通のネット番号とする。これに伴い、図３
に示すデータベースを更新する。Ｘ＝０、Ｙ≠０または
Ｘ≠０、Ｙ＝０の場合（Ｘ、Ｙのいずれか一方にネット
番号が付されていない場合）、０でない方のネット番号
を共通のネット番号とする。ネット番号０の側を０でな
いネット番号に変更し、配線パターンのデータベースを
更新する。Ｘ＝Ｙ≠０の場合（Ｘ、Ｙの双方に共通のネ
ット番号が付されている場合）、もともと共通のネット
番号がついているので、この場合は何もしない。Ｘ≠
０、Ｙ≠０、Ｘ≠Ｙの場合（Ｘ、Ｙの双方に異なるネッ
ト番号が付されている場合）、導通があるにもかかわら
ず、異なるネット番号がついているケースである。この
場合は、配線パターンのデータベース内のネット番号Ｙ
を全てＸに書き換える。なお、ＹをＸに書き換えてもよ
い。

【００１７】したがって、配線パターンのデータを上層
から下層に向けて一方向にスキャンするだけで、どんな
に複雑な配線パターンでも検査することができ、非常に
高速な処理が行える。

【００１８】なお、このステップ４３では、導体パター
ンと回路記号との座標の比較も同時に行っており、導通
のある導体パターンに接続される入出力端子にも同時に
ネット番号を付与している。

【００１９】次に、ステップ４４に進む。ステップ４４
では、層制御手段１４により、最終層に到達したかどう
かの判定を行う。最上層からスタートした場合は最下層
が、最下層からスタートした場合は、最上層がそれぞれ
最終層である。最終層に到達していた場合は、ステップ
４６に進む。

【００２０】スッテプ４５では、層制御手段１４によ
り、ネット番号付加手段１３内の配線パターンのデータ
ベースを次の層に移動させるステップ４３に戻る。ステ
ップ４３からステップ４５の繰り返し処理により、導体
パターンとスルーホールの座標全ての層のデータベース
について比較することになる。

【００２１】ステップ４６では、ネットデータ抽出手段
１５で配線パターンのデータベース内の回路記号のデー
タのみを抽出し、ネット番号ごとのグループに分類す
る。これにより、同一ネット番号を持つ出力端子および
導体パターン、スルーホールが一まとまりの状態にな
る。この結果を比較手段１８に転送する。

【００２２】ステップ４７では、設計のもとになるネッ
トリスト３をＣＡＤ装置などからネットリストコンバー
タ１６を介して読み込み、図４に示すような、特定構造
を持つネットリストデータベースを作成する。

【００２３】ステップ４８では、配線パターンのデータ
ベースにネット番号が付されたデータベースから、ネッ
トデータ抽出手段１５により、出力端子に付される回路
記号に関連するデータのみを分類して抽出し、この回路
記号に関連するデータとネットリストデータベースの内
容を比較手段１８で比較し、配線設計上の配線パターン
とネットリストとの差異を求める。

【００２４】ステップ４９では、比較手段１８で検査し
た結果を出力装置１９によりリスト出力する。出力リス
トの例を図７に示す。

【００２５】以上のようにして、任意の形状を持つ配線
設計情報（図形ファイルの内容）とネットリストを照合
することにより、高速・高精度の結線検査を機械的に行
うことが可能になる。

【００２６】図２に示す試料を本装置により検査したと
ころ、検査に要する時間は５時間であった。一方、目視
による検査によれば、検査に要する時間は２０時間であ
り、最低でもダブル・チェックを行わなければならない
ことを考慮すると、延べ４０時間を要することになる。
この試料のような大型基板では、たとえダブルチェック
を行っても充分な検査精度を得ることは難しく再現性も
低くなる。このため、本発明による結線構造検査装置
は、極めて有用である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る多層配線基
板の結線構造検査装置では、多層配線基板の配線パター
ンに関するＣＡＤデータを特定フォーマットに変換する
ための図形データコンバート手段と、この特定フォーマ
ットに変換した複数層の配線パターンのデータを層ごと
に分類して保存するためのデータ保存手段と、この配線
パターンのデータから、層内の全ての配線パターンにつ
いて上層及び／又は下層の配線パターンとの導通の有無
を層ごとに順次判断し、導通有りの判断を行った配線パ
ターンの全てにネット番号が付加されていない場合はそ
れぞれの配線パターンに新たなネット番号を付加すると
共に、導通有りの判断を行った配線パターンの一方にネ
ット番号が付加され他方に付加されていない場合は、付
加されていない配線パターンのネット番号に前記付加さ
れている配線パターンのネット番号を付加するネット番
号付加手段と、前記配線パターンのデータベースから回
路を構成する端子同士の接続状態を抽出するネットデー
タ抽出手段と、抽出されたネットデータをネット番号ご
とに分類し、この分類されたデータと予め形成されたネ
ットリストとを比較する比較手段と、この比較手段の比
較結果を出力する出力手段を備えて成ることから、専門
の操作員でなくとも、基板全体の配線パターンを簡単に
一括して検査することが可能であり、またネットリスト
との照合も機械的に行われるので、高速かつ高精度の検
査を容易に行うことができ、さらに配線相互の関係が配
線パターンのデータベースから得られるので、抵抗計算
のみならず容量計算など高度なシミュレーションへの展
開が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多層配線基板の結線構造検査装置
の一実施例を示すブロック図である。

【図２】実験に用いた試料を表す図であり、（ａ）は外
形図、（ｂ）は結線模式図である。

【図３】配線パターンのデータベースのファイルフォー
マットの例を示す図である。

【図４】ネットリストデータベースのファイルフォーマ
ットの例を示す図である。

【図５】本発明に係る多層配線基盤の結線構造検査装置
の動作を示すフローチャートである。

【図６】導体パターンとスルーホールとの座標の比較の
例を示す図である。

【図７】出力リストの例を示す図である。

【図８】従来の多層配線基板の結線構造検査装置を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１・・・配線パターン検査装置本体、２・・・ＣＡＤシ
ステムなどの図形ファイル、３・・・ネットリスト、１
１・・・図形データコンバート手段、１２・・・配線パ
ターンのデータ保存手段、１３・・・ネット番号付加手
段、１４・・・層制御手段、１５・・・ネットデータ抽
出手段、１６・・・ネットリストコンバート手段、１７
・・・ネットリストデータ保存手段、１８・・・比較手
段、１９・・・出力手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層配線基板の配線パターンに関するＣ
   ＡＤデータを特定フォーマットに変換するための図形デ
   ータコンバート手段と、この特定フォーマットに変換し
   た複数層の配線パターンのデータを層ごとに分類して保
   存するためのデータ保存手段と、この配線パターンのデ
   ータから、層内の全ての配線パターンについて上層及び
   ／又は下層の配線パターンとの導通の有無を層ごとに順
   次判断し、導通有りの判断を行った配線パターンの全て
   にネット番号が付加されていない場合はそれぞれの配線
   パターンに新たなネット番号を付加すると共に、導通有
   りの判断を行った配線パターンの一方にネット番号が付
   加され他方に付加されていない場合は、付加されていな
   い配線パターンのネット番号に前記付加されている配線
   パターンのネット番号を付加するネット番号付加手段
   と、前記配線パターンのデータベースから回路を構成す
   る端子同士の接続状態を抽出するネットデータ抽出手段
   と、抽出されたネットデータをネット番号ごとに分類
   し、この分類されたデータと予め形成されたネットリス
   トとを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果を
   出力する出力手段を備えて成る多層配線基板の結線構造
   検査装置。