JP3796593B2 - Multi-layer substrate CAD system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層基板CADシステムにおいて自ら妨害を発生する電気回路の高周波成分をフィルターリングするフィルター等々のグランド配置を多層基板CADシステムのパターン配置において最適化する多層基板CADシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の多層基板CADシステムにおいて、部品,グランド,印加電圧等々はノードで管理されており、接続されていればパターンの長さはどのように配置されていても検出されないシステムである。ここで従来の多層基板CADシステムの動作概要のフローチャートを図4に示す。
【0003】
図4において、(1)は多層基板CADシステムの各処理ステップS1からS4を示し、(2)は各処理ステップにおけるオペレータによる配線配置または自動配線配置の概略図である。ステップS1は(21)に例示するような直列接続された抵抗R1,R2とこの抵抗R2に並列接続されたコンデンサーC1と、これら抵抗R2,コンデンサーC1の一端がグランド(従来の符号1で示すグランドシンボルマークA)された回路図(21)を多層基板CADシステムに入力する。
【0004】
ステップS2ではネットリストの展開が行われ、(22)に例示するように抵抗R1,R2およびコンデンサーC1に関する接続点▲1▼,▲2▼およびグランド点0が決定される。すなわち、抵抗R1は▲1▼と▲2▼,抵抗R2は▲2▼と0,コンデンサーC1は▲2▼と0である。
【0005】
次に、ステップS3では部品ランドパターンの配置が行われ、(23)に例示するように部品接続用のランド3aないし3fが配置される。ここで、部品接続用のランド3aと3bは抵抗R1,3cと3dは抵抗R2,3eと3fはコンデンサーC1用であり、3dと3fは部品グランド接続用のランドとなる。
【0006】
最後のステップS4ではネットリストに基づくパターン配置(スルーホールも含む)が行われ、(24)に例示するように部品接続用のランド3bと3cと3eは部品接続用のランド3gで共通接続される。これは(22)に示す抵抗R1,R2とコンデンサーC1の接続点▲2▼と対応する。また部品接続用のランド3dと3fは内層グランドパターン(図略)に接続されるスルーホール4とグランドパターン5により接続される。
【0007】
図5は従来の多層基板CADシステムの回路図のパターン配置に基づくコンデンサーの高周波特性の劣化を説明する図である。図5において、(1)はコンデンサーC2(左側図示)の内部等価回路(右側図示)を示し、コンデンサーC2は抵抗分r2とインダクタンス分L2を含む、(2)は多層基板CADシステムによる(1)の回路図のパターン配置図を示し、部品接続用のランド3hと3iの間にコンデンサーC2が接続され、スルーホール4との間にはグランドパターン5が配置される。(3)は(2)のb−b′断面図を示し、6は多層基板として例示する4層基板の絶縁層であり、この絶縁層間には内層グランドパターン7と内層電源用パターン8が形成され、スルーホール4は前記内層グランドパターン7に接続されている。
【0008】
上記図5(2)および(3)に示すパターン配置であると、グランドパターン5に基因してコンデンサーC2に直列にストレーインダクタンス(Lp)9が(4)の左側に示すように挿入されたことになり、そのコンデンサーの内部等価回路は(1)の右側表示から(4)の右側表示に示すようになる。この結果、コンデンサーC2の本来備えている高周波特性が、図5(5)(横軸:周波数,縦軸:ゲイン)のa(コンデンサーの単体特性)からb(ストレーインダクタンスLpの影響)のように変わり劣化する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
このような、上記図5に示すような多層基板の構成におけるコンデンサー等のパターン配置では、グランドパターン5にストレーインダクタンスLp成分が発生することで高周波成分がグランドに戻らず、部品のもっている高周波特性(図5(5)のa)を十分活用できないという問題点があった。
【0010】
本発明は上記従来例の問題点を解決するもので、回路図上に従来とは異なる新規グランドシンボルを導入し、その新規グランドシンボルに回路図上で接続される部品のグランドのランドパターンの横に内層グランドと接続するスルーホールを部品配置と同時に配置することにより、部品の特性を100%活かすことを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の多層基板CADシステムは、回路図にシンボルとして示されている部品、グランド及び印加電圧等のデータを入力する動作を行う第1の処理ステップと、前記入力された回路図のデータに応じてネットリストを展開する動作を行う第2の処理ステップと、前記ネットリストに従って部品接続用の部品ランドを配置する動作を行う第3の処理ステップと、前記ネットリストに基づく部品ランド間を接続する接続用パターン及び部品グランドに接続されるグランドパターンを配置する動作とスルーホールを配置する動作を行う第4の処理ステップとからなり、前記第3及び第4の処理ステップにおける配置データに基づいて多層基板の基板パターンを作成する多層基板CADシステムにおいて、グランドパターンのシンボルとして、前記第4の処理ステップにおいて配置される前記グランドパターンを示す第1のグランドシンボルと、前記第3の処理ステップにおいて前記部品接続用の部品ランドの近傍に配置され、前記多層基板の内層グランドと接続するスルーホールが配設される部品ランドのグランドパターンを示す第2のグランドシンボルとを備えたことを特徴とするものであり、多層基板CADシステムで作成される各部品のグランドパターンの長さを短縮してストレーインダクタンスの影響をなくすようにしたものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1記載の発明は、回路図にシンボルとして示されている部品、グランド及び印加電圧等のデータを入力する動作を行う第1の処理ステップと、前記入力された回路図のデータに応じてネットリストを展開する動作を行う第2の処理ステップと、前記ネットリストに従って部品接続用の部品ランドを配置する動作を行う第3の処理ステップと、前記ネットリストに基づく部品ランド間を接続する接続用パターン及び部品グランドに接続されるグランドパターンを配置する動作とスルーホールを配置する動作を行う第4の処理ステップとからなり、前記第3及び第4の処理ステップにおける配置データに基づいて多層基板の基板パターンを作成する多層基板CADシステムにおいて、グランドパターンのシンボルとして、前記第4の処理ステップにおいて配置される前記グランドパターンを示す第1のグランドシンボルと、前記第3の処理ステップにおいて前記部品接続用の部品ランドの近傍に配置され、前記多層基板の内層グランドと接続するスルーホールが配設される部品ランドのグランドパターンを示す第2のグランドシンボルとを備えたことを特徴とする多層基板CADシステムであり、第2のグランドシンボルを導入することにより、各部品のグランドパターンの長さが長くならないようにすることで、ストレーインダクタンスの発生を抑えるという作用を有する。
【0014】
本発明の請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第2のグランドシンボルが付与された部品ランドの中心から一定の距離内に、前記部品ランドと前記内層グランドとを接続する前記スルーホールを配置したことを特徴とする多層基板CADシステムであり、パターン設計上、前記スルーホールを移動させるときに一定以上の長さにグランドパターンが長くならないという作用を有する。
【0015】
本発明の請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第2のグランドシンボルが付与された部品ランドの外周部から一定の距離内に、前記部品ランドと前記内層グランドとを接続する前記スルーホールを配置したことを特徴とする多層基板CADシステムであり、パターン設計上、前記スルーホールを移動させるときに一定以上の長さにグランドパターンが長くならないという作用を有する。
【0016】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるグランドシンボルマーク(1)と多層基板の部品接続用のランドパターン(2)と多層基板の断面図(3)を示す。図1(1)において、1は従来のグランドを示すシンボルマークA(第1のグランドシンボル)、2は新規のグランドを示すシンボルマークB(第2のグランドシンボル)であり、いずれもコンデンサーC3のグランドを示している。この新規のシンボルマークBは一例として黒塗りの太矢印で表示しているが、従来のシンボルマークAと簡単に区別できるものであれば、その形状はなんでも良い。
【0017】
図1(2)は多層基板として4層の場合を示し、図1(3)は(2)のa−a′断面図を示している。図1(2)および(3)において、3は4層基板の場合における部品接続用のランドパターン、4はスルーホール、6は4層基板の絶縁層、7は内層グランドパターン、8は内層電源用パターンである。
【0018】
まず、従来例のフローチャート(図4)で説明したように、ステップS1で回路図を入力し、ステップS2でネットリストを展開して基板CADシステムによる作業を開始するときに従来では、部品を半田付けするための部品接続用のランドパターン3を配置し、その後ネットリストに従ってパターンを接続する。しかしながら従来例の図5(2)で示したようにグランドパターン5が長くなりストレーインダクタンスLpの挿入を許してしまう。そこで、本実施形態では上記で説明した部品配置のときに新しく導入した新規グランドシンボルマークBが回路図にあるときには部品を配置すると同時に基板CADシステム上でグランド接続用のスルーホール4を配置することでグランドパターン5をなくしストレーインダクタンスLp9の混入を阻止できるようにすることである。
【0019】
(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2における4層基板の部品接続用のランドパターンとスルーホールの配置図を示す。この実施の形態では、部品接続用のランドパターン3の配置時にスルーホール4を同時に配置できない基板CADシステムに於いては、図2に例示するように部品接続用のランドパターン3の外周部から一定以内の距離dにグランド接続用のスルーホール4が配置されているか否かをネットリストに従ったパターン配置後にチェックをするルーチンを基板CADシステムに組み込んだものである。これにより、前記実施の形態1と同等のストレーインダクタンスの混入を阻止することができる。
【0020】
(実施の形態3)
図3は本発明の実施の形態3における4層基板の部品接続用のランドパターンとスルーホールの配置図を示す。この実施の形態では、部品接続用のランドパターン3の中心から一定以内の距離dにグランド接続用のスルーホール4が配置されているか否かをネットリストに従ったパターン配置後にチェックをするルーチンを基板CADシステムに組み込んだものである。これにより前記実施の形態1と同等のストレーインダクタンスの混入を阻止することができる。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の多層基板CADシステムは、本来の回路図と実際の回路における高周波特性の差、つまり、基板化したときに発生するストレーインダクタンスの影響を本来の回路図レベルでチェックすることが可能となり、基板パターンが出来上がってから上記のようなチェックをする無駄が省けて基板設計時間の短縮化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるグランドシンボルマークと多層基板の部品接続用のランドパターンと多層基板の断面図をそれぞれ示す。
【図2】本発明の実施の形態2における4層基板の部品接続用のランドパターンとスルーホールの配置図である。
【図3】本発明の実施の形態3における4層基板の部品接続用のランドパターンとスルーホールの配置図である。
【図4】従来の多層基板CADシステムの動作概要を示すフローチャートである。
【図5】従来の多層基板CADシステムの回路図パターン配置に基づくコンデンサーの高周波特性の劣化を説明する図である。
【符号の説明】
1…従来のグランドを示すシンボルマークA、 2…本発明の新規のグランドを示すシンボルマークB、 3…部品接続用のランドパターン、 4…部品グランド接続用のスルーホール、 5…グランドパターン、 6…4層基板の絶縁層、7…内層グランドパターン、 8…内層電源用パターン、 9…ストレーインダクタンスLp。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer substrate CAD system that optimizes a ground arrangement such as a filter for filtering a high-frequency component of an electric circuit that generates interference in the multilayer substrate CAD system in a pattern arrangement of the multilayer substrate CAD system.
[0002]
[Prior art]
In a conventional multi-layer substrate CAD system, components, ground, applied voltage, and the like are managed by nodes, and if connected, the length of the pattern is not detected no matter how it is arranged. FIG. 4 is a flowchart showing an outline of the operation of the conventional multilayer substrate CAD system.
[0003]
4, (1) shows the respective processing steps S1 to S4 of the multilayer substrate CAD system, and (2) is a schematic diagram of wiring arrangement or automatic wiring arrangement by the operator in each processing step. Step S1 is (21) a condenser C 1 connected in parallel to the series-connected resistors R 1, R 2 Toko resistor R 2 as illustrated in, the resistors R 2, one end of the capacitor C 1 is ground (conventional The circuit diagram (21) marked with the ground symbol A) indicated by
[0004]
In step S2, the net list is expanded, and the connection points ( 1 ), (2) and the
[0005]
Next, in step S3, component land patterns are arranged, and
[0006]
In the final step S4, pattern placement (including through holes) is performed based on the net list, and the
[0007]
FIG. 5 is a diagram for explaining deterioration of high frequency characteristics of a capacitor based on a pattern arrangement of a circuit diagram of a conventional multilayer substrate CAD system. In FIG. 5, (1) shows an internal equivalent circuit (shown on the right side) of the capacitor C 2 (shown on the left side), the capacitor C 2 includes a resistance component r 2 and an inductance component L 2 , and (2) shows a multilayer substrate CAD system. (1) shows a pattern arrangement diagram of the circuit diagram, wherein a capacitor C 2 is connected between the
[0008]
In the pattern arrangement shown in FIGS. 5 (2) and 5 (3), the stray inductance (Lp) 9 is inserted in series with the capacitor C 2 as shown on the left side of (4) due to the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In such a pattern arrangement such as a capacitor in the configuration of the multilayer substrate as shown in FIG. 5 described above, the stray inductance Lp component is generated in the
[0010]
The present invention solves the above-described problems of the conventional example. A new ground symbol different from the conventional one is introduced on the circuit diagram, and the ground pattern of the ground of a component connected to the new ground symbol on the circuit diagram is displayed. The purpose is to make use of the characteristics of the parts by arranging the through holes connected to the inner ground at the same time as the parts placement.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the multilayer circuit board CAD system of the present invention includes a first processing step of performing an operation of inputting the data of the part, ground and applied voltage or the like, shown as a symbol in the circuit diagram, the input A second processing step for performing an operation of expanding a net list in accordance with the data of the circuit diagram, a third processing step for performing an operation of arranging a component land for component connection according to the net list, and the net list. And a fourth processing step of performing an operation of arranging a ground pattern connected to the component ground and a ground pattern connected to the component ground, and an operation of arranging a through hole. In a multilayer substrate CAD system for creating a substrate pattern of a multilayer substrate based on arrangement data in a step, A first ground symbol indicating the ground pattern disposed in the fourth processing step, and a component land disposed in the vicinity of the component connection component land in the third processing step. And a second ground symbol indicating a ground pattern of a component land in which a through-hole connected to the inner layer ground is disposed , and the ground of each component created by the multi-layer substrate CAD system The pattern length is shortened to eliminate the effect of stray inductance.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Data according the invention in
[0014]
The invention of
[0015]
Invention according to
[0016]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a ground symbol mark (1), a land pattern (2) for connecting components of a multilayer board, and a sectional view (3) of the multilayer board in
[0017]
FIG. 1 (2) shows a case of four layers as a multilayer substrate, and FIG. 1 (3) shows a cross-sectional view taken along line aa ′ of (2). 1 (2) and (3), 3 is a land pattern for connecting components in the case of a four-layer board, 4 is a through hole, 6 is an insulating layer of the four-layer board, 7 is an inner ground pattern, and 8 is an inner power supply. Pattern.
[0018]
First, as described in the flowchart of the conventional example (FIG. 4), when a circuit diagram is input in step S1, a net list is expanded in step S2 and work by the board CAD system is started, the parts are conventionally soldered. The component connecting
[0019]
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a layout diagram of land patterns and through holes for connecting components of a four-layer board according to
[0020]
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a layout diagram of land patterns and through holes for connecting components of a four-layer board according to
[0021]
【The invention's effect】
As described above, the multilayer substrate CAD system of the present invention checks the difference between high frequency characteristics between the original circuit diagram and the actual circuit, that is, the influence of the stray inductance generated when the substrate is formed at the original circuit diagram level. This makes it possible to eliminate the waste of checking as described above after the substrate pattern is completed, thereby shortening the substrate design time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a ground symbol mark, a land pattern for connecting components of a multilayer board, and a sectional view of the multilayer board in
FIG. 2 is a layout diagram of land patterns and through holes for connecting components of a four-layer board in a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a layout diagram of land patterns and through holes for connecting components of a four-layer board in a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing an outline of operation of a conventional multilayer substrate CAD system.
FIG. 5 is a diagram for explaining deterioration of high frequency characteristics of a capacitor based on a circuit diagram pattern arrangement of a conventional multilayer substrate CAD system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
グランドパターンのシンボルとして、前記第4の処理ステップにおいて配置される前記グランドパターンを示す第1のグランドシンボルと、前記第3の処理ステップにおいて前記部品接続用の部品ランドの近傍に配置され、前記多層基板の内層グランドと接続するスルーホールが配設される部品ランドのグランドパターンを示す第2のグランドシンボルとを備えたことを特徴とする多層基板CADシステム。 Performing a first processing step of performing components shown in the circuit diagram as a symbol, an operation of inputting data such as ground and applying a voltage, the operation to expand the netlist in accordance with the data of the inputted circuit diagram A second processing step, a third processing step for performing an operation of arranging component lands for component connection according to the net list, and a connection pattern for connecting between component lands based on the net list and a component ground. And a fourth processing step for performing the operation of arranging a through hole, and creating a substrate pattern of the multilayer substrate based on the arrangement data in the third and fourth processing steps In the CAD system,
As a ground pattern symbol, a first ground symbol indicating the ground pattern disposed in the fourth processing step, and a multilayer land disposed in the vicinity of the component land for component connection in the third processing step, A multilayer board CAD system comprising: a second ground symbol indicating a ground pattern of a component land in which a through hole connected to an inner layer ground of the board is disposed .
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