JP4651284B2

JP4651284B2 - プリント基板のリターン経路チェック方法およびプリント基板のパターン設計ｃａｄ装置

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Publication number: JP4651284B2
Application number: JP2004029049A
Authority: JP
Inventors: 浩嗣房安; 清司 ▲浜▼田; 詳一三村; 美代子入来院
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: CN1771501A; US7409665B2; EP1657659A4; JP2005223120A; DE602005013172D1; US20070044062A1; WO2005076164A1; CN100543752C; EP1657659A1; EP1657659B1

Description

本発明は、プリント基板の配線設計に関し、特に、プリント基板の不要輻射ノイズの発生を防止するＥＭＣ(Electro-Magnetic Compatibility)対策に対応したプリント基板のリターン経路チェック方法およびプリント基板のパターン設計ＣＡＤ(Computer Aided Design)装置に関するものである。

デジタルＡＶ機器、情報機器等の電子機器の不要輻射ノイズを低減するためには、まずノイズ源である回路基板の配線経路を把握することが大切である。従来のプリント基板ＣＡＤでは、配線エラーを検出する場合、クロック配線パターンの配線経路が、ＥＭＣ設計条件に違反しているかを、目視等の人手で検出し、違反箇所の配線経路を修正していた。

しかしながら、上記のようなプリント基板ＣＡＤでは、ＥＭＣ設計エラーの検出を人手に依存していたため、検出漏れが発生しやすく、また、検出には時間を要するといった課題があった。

この解決策として、プリント基板ＣＡＤでのパターン形状の認識技術の発展によって、信号配線に隣接してグランド属性のガードパターンであるガードグランドが存在するかを検出することが可能となってきた。一般的な検出方法としては、信号配線からガードグランド判別規定値以内にガードグランドが存在しない配線区間が存在すると、エラーとすることが考えられる。

関連する先行技術として、下記のものが挙げられる。

特開２００２−１６３３７号公報

しかしながら、上記のようなガードグランド検出方法では、図８に示すように、ガードグランド判別規定値Ｇを小さくすると、信号配線パターン３１にパッドやビア等が配置される部分のガードグランドの広がり部分４３を、ガードグランドの途切れとしてエラー判別し、また、ガードグランド判別規定値Ｇを大きくすると、エラーであるガードグランドの短い途切れ４４をＯＫ判別してしまうという課題がある。

本発明は、前記課題に鑑み、従来の方法に比べ格段に高速に、チェックミスすることなくリターン経路をチェックできるプリント基板のリターン経路チェック方法およびプリント基板のパターン設計ＣＡＤ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、プリント基板のパターン設計ＣＡＤ装置によって実行される方法で、かつ信号配線パターンおよびこの信号配線パターンとで高周波電流ループを形成するように隣接して設けられるガードグランドを備えたプリント基板のリターン経路チェック方法であって、信号配線パターン検出部が、前記プリント基板の配線情報を参照して、前記信号配線パターンを検出するステップと、ガードグランド検出部が、前記信号配線パターンを長手方向に沿ってトレースし、前記信号配線パターンの中心線から予め定めた第１判別規定値ＧＬまでの距離内に前記ガードグランドが存在するか否かを検出することで、前記ガードグランドの有無を検出するステップと、前記ガードグランド検出部が、前記ガードグランドが第１判別規定値ＧＬまでの距離内に存在しないガードグランド不存在区間を特定するステップと、前記ガードグランド検出部が第１判別規定値ＧＬより大きい第２判別規定値ＧＵを設定するステップと、前記ガードグランド検出部が、前記ガードグランド不存在区間において、信号配線パターンから第２判別規定値ＧＵまでの距離内で、前記ガードグランドの有無を検出するステップと、リターン経路判定部が、前記ガードグランド不存在区間において、前記ガードグランドが第２判別規定値ＧＵまでの距離内に存在しない場合、ガードグランドのエラー有りと判定するステップとを含むことを特徴とする。

また本発明のチェック方法において、ガードグランド不存在区間の長さをＬとし、ガードグランド不存在区間の境界における信号配線パターンからガードグランドまでの距離をＧとして、
Ｌ≦２×√（ＧＵ^２−Ｇ^２）が成立する場合、リターン経路判定部がガードグランドのエラー有りと判定するステップとを含むことが好ましい。

また本発明のチェック方法において、プリント基板は、信号配線パターンが存在する配線層と、グランドプレーンが存在するグランド層とを含む多層プリント基板であって、
ガードグランド不存在区間において、ガードグランドが第２判別規定値ＧＵまでの距離内に存在しない場合、該ガードグランドと接続したグランドがグランド層に存在していなければ、リターン経路判定部がガードグランドのエラー有りと判定するステップとを含むことが好ましい。

また本発明のチェック方法において、第１判別規定値ＧＬは、プリント基板のパターン設計における最小線間距離で設定することが好ましい。

上記チェック方法は、コンピュータで実行するためのプログラムとして記録媒体に記録可能である。

さらに、本発明に係るプリント基板のパターン設計ＣＡＤ装置は、信号配線パターンおよびこの信号配線パターンとで高周波電流ループを形成するように隣接して設けられるガードグランドを備えたプリント基板のパターン設計ＣＡＤ装置であって、前記プリント基板の配線情報を参照して、前記信号配線パターンを検出するための信号配線パターン検出部と、前記信号配線パターンを長手方向に沿ってトレースし、前記信号配線パターンの中心線から予め定めた第１判別規定値ＧＬまでの距離内に前記ガードグランドが存在するか否かを検出することで前記ガードグランドの有無を検出し、前記ガードグランドが第１判別規定値ＧＬまでの距離内に存在しないガードグランド不存在区間を特定し、前記ガードグランド不存在区間において、前記信号配線パターンから第１判別規定値ＧＬより大きい第２判別規定値ＧＵまでの距離内でガードグランドの有無を検出するためのガードグランド検出部と、前記ガードグランド不存在区間において、前記ガードグランドが第２判別規定値ＧＵまでの距離内に存在しない場合、ガードグランドのエラー有りと判定するためのリターン経路判定部とを備えたことを特徴とする。

こうした手法によって、ガードグランドの広がり部分とガードグランドの短い途切れの双方をチェックミスすることなく、高速にチェックできる。そのため、信号配線とガードグランドからなる高周波電流ループから発生する電磁波を抑制するためのＥＭＣ対策を効率よく実施できる。

（実施の形態１）
図１は、本発明に係るＥＭＣ設計ＣＡＤ装置の一例を示すブロック図である。図２は、本発明に係るプリント基板のリターン経路チェック方法の一例を示すフローチャートである。図３は、ガードグランド検出の様子を説明するための部分平面図である。

まず図１において、ＥＭＣ設計ＣＡＤ装置は、キーボード、ポインティングデバイス、ディスプレイなどの入出力装置１１と、演算プロセッサなどの回路パターン設計用コンピュータ１２と、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、メモリなどの記憶装置１３と、ガードグランド検出手段２１等を含む回路パターン設計用プリント基板ＣＡＤプログラム１４などで構成される。

ガードグランド検出手段２１は、信号配線パターン検出部２２、ガードグランド検出部２３、プレーングランド検出部２４、リターン経路判別部２５などを備える。

信号配線パターン検出部２２は、設計対象であるプリント基板の配線情報を参照して、個々の信号配線パターンを検出する。こうした配線情報は、プリント基板の設計データとして記憶装置１３などに格納されている。

ガードグランド検出部２３は、信号配線パターン検出部２２によって検出された個々の信号配線パターンを長手方向に沿ってトレースし、信号配線パターンの両サイドにおいて当該信号配線パターンのリターン経路となるガードグランドが存在するか否かを検出する。このときサーチ範囲を限定するための第１ガードグランド判別規定値ＧＬを予め定めておき、信号配線パターンの中心線から第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内でガードグランドの有無を検出する。

続いて、ガードグランド検出部２３は、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内にガードグランドが存在する区間と、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内にガードグランドが存在しない区間とを特定して、前者をガードグランドＯＫ区間、後者をガードグランドＮＧ区間と定義する。そして、ガードグランドＮＧ区間においてサーチ範囲をより拡大するために、第１ガードグランド判別規定値ＧＬより大きい第２ガードグランド判別規定値ＧＵを設定しておいて、信号配線パターンの中心線から第２ガードグランド判別規定値ＧＵまでの距離内でガードグランドの有無を検出する。

リターン経路判別部２５は、ガードグランドＮＧ区間においてガードグランドが第２ガードグランド判別規定値ＧＵまでの距離内に存在しない場合、ガードグランドのエラー有りと判定する。こうしたエラー判定結果は、ディスプレイなどの入出力装置１１を介して使用者に表示したり、他のプログラムに通知してもよい。

なお、設計対象であるプリント基板が、信号配線パターンが存在する配線層とグランドプレーンが存在するグランド層とを含む多層プリント基板である場合、信号配線パターンのリターン経路がビアホール等を介してグランド層でのグランドプレーンに形成されている可能性がある。そこで、プレーングランド検出部２４は、配線層でのガードグランドが不連続である場合、該ガードグランドと接続したグランドがグランド層に存在しているか否かを検出する。

次に、図２のフローチャートを説明する。まずステップａ１において、信号配線パターン検出部２２は、設計対象であるプリント基板の配線情報を参照して、個々の信号配線パターンを抽出する。図３（ａ）に示すパターン例では、信号配線パターン３１が検出される。

次にステップａ２において、第１ガードグランド判別規定値ＧＬを設定する。第１ガードグランド判別規定値ＧＬは、図３（ａ）に示すように、信号配線パターン３１の中心線を基準として両サイドのサーチ範囲を規定するものであり、好ましくはプリント基板のパターン設計における最小線間距離に設定する。

次にステップａ３において、ガードグランド検出部２３は、信号配線パターンの長手方向に沿ってトレースし、ステップａ４において、信号配線パターンから第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内でガードグランドの有無を検出する。全てのトレース区間において、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内でガードグランドが存在していれば、当該信号配線パターンのリターン経路が確保されていることになり、ステップａ５に移行して、リターン経路判別部２５はガードグランドのエラーなしと判定して、リターン経路チェックルーチンは終了する。

一方、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内でガードグランドが存在していない区間がある場合には、ステップａ１０に移行して、ガードグランド検出部２３は、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内にガードグランドが存在する区間をガードグランドＯＫ区間と定義し、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内にガードグランドが存在しない区間をガードグランドＮＧ区間と定義する。

図３（ａ）に示すパターン例では、ガードグランド３２が信号配線パターン３１から遠ざかるように屈曲して、第１ガードグランド判別規定値ＧＬを超えた部分と、ガードグランド３２が連続していない部分とが存在しており、これらの部分を含む区間がガードグランドＮＧ区間３５に相当する。また、ガードグランド３２が第１ガードグランド判別規定値ＧＬを超えていない部分を含む区間がガードグランドＯＫ区間に相当する。

次にステップａ１１，ａ１２において、第１ガードグランド判別規定値ＧＬより大きくなるように第２ガードグランド判別規定値ＧＵを設定する。第２ガードグランド判別規定値ＧＵは、図３（ｂ）に示すように、ガードグランドＮＧ区間３５においてサーチ範囲をより拡大して、ガードグランド３２の屈曲部分を包含するように設定することが好ましく、これによりガードグランド３２の不連続部分だけを抽出することができる。第２ガードグランド判別規定値ＧＵは、ガードグランドＮＧ区間の長さに応じて適宜変更してもよく、例えば、第１ガードグランド判別規定値ＧＬをパターン設計の最小線間距離として０．２ｍｍに設定した場合、第２ガードグランド判別規定値ＧＵは１０ｍｍ程度に設定される。

次にステップａ１３において、ガードグランド検出部２３は、ガードグランドＮＧ区間の範囲で再トレースを行なって、信号配線パターンから第２ガードグランド判別規定値ＧＵまでの距離内でガードグランドの有無を検出する。ガードグランドＮＧ区間において、第２ガードグランド判別規定値ＧＵまでの距離内でガードグランドが無い区間がある場合、ステップａ１５に移行して、リターン経路判別部２５はガードグランドのエラー有りと判定して、入出力装置１１を介して使用者に表示し、リターン経路チェックルーチンは終了する。

一方、ステップａ１３で、ガードグランドＮＧ区間において第２ガードグランド判別規定値ＧＵまでの距離内でガードグランドが存在している場合、ステップａ１４に移行する。ステップａ１４では、ガードグランドＮＧ区間において、ガードグランドが連続しているか否かを検出する。ガードグランドが連続していれば、当該信号配線パターンのリターン経路が確保されていることになり、ステップａ５に移行して、リターン経路判別部２５はガードグランドのエラーなしと判定して、リターン経路チェックルーチンは終了する。

一方、ステップａ１４において、ガードグランドＮＧ区間においてガードグランドが不連続である場合、当該信号配線パターンのリターン経路が欠落していることになり、ステップａ１５に移行して、リターン経路判別部２５はガードグランドのエラー有りと判定して、入出力装置１１を介して使用者に表示し、リターン経路チェックルーチンは終了する。

図３（ｂ）に示すパターン例では、ガードグランドＮＧ区間Ａ３５ａにおいて、ガードグランド３２は途切れることなく連続し、かつ第２ガードグランド判別規定値ＧＵを超えていないことから、ガードグランドのエラーなしと判定される。一方、ガードグランドＮＧ区間Ｂ３５ｂにおいて、ガードグランド３２は存在していないことから、ガードグランドのエラー有りと判定される。

以上のように、大小２つのガードグランド判別規定値ＧＬ，ＧＵを採用し、さらにガードグランドの連続性を判定することによって、信号配線パターンのリターン経路を確実にチェックすることができる。

なお、第１実施形態として、第２ガードグランド判別規定値ＧＵがガードグランドＮＧ区間の長さに応じて設定する場合を例として説明したが、第２ガードグランド判別規定値ＧＵが信号配線パターンを流れる信号周波数または信号電流に応じて設定する場合についても同様の効果を有する。

（実施の形態２）
図４は、本発明に係るプリント基板のリターン経路チェック方法の他の例を示すフローチャートである。図５は、ガードグランド検出の様子を説明するための部分平面図である。本実施形態においても、図１に示したＥＭＣ設計ＣＡＤ装置を使用する。

本実施形態では、図４のステップｂ１４においてガードグランドの連続性を数値比較によって判定している。

まず図４のステップｂ１において、信号配線パターン検出部２２は、設計対象であるプリント基板の配線情報を参照して、個々の信号配線パターンを抽出する。図５に示すパターン例では、信号配線パターン３１が検出される。

次にステップｂ２において、第１ガードグランド判別規定値ＧＬを設定する。第１ガードグランド判別規定値ＧＬは、図３（ａ）と同様に、信号配線パターン３１の中心線を基準として両サイドのサーチ範囲を規定するものであり、好ましくはプリント基板のパターン設計における最小線間距離に設定する。

次にステップｂ３において、ガードグランド検出部２３は、信号配線パターンの長手方向に沿ってトレースし、ステップｂ４において、信号配線パターンから第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内でガードグランドの有無を検出する。全てのトレース区間において、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内でガードグランドが存在していれば、当該信号配線パターンのリターン経路が確保されていることになり、ステップｂ５に移行して、リターン経路判別部２５はガードグランドのエラーなしと判定して、リターン経路チェックルーチンは終了する。

一方、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内でガードグランドが存在していない区間がある場合には、ステップｂ１０に移行して、ガードグランド検出部２３は、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内にガードグランドが存在する区間をガードグランドＯＫ区間と定義し、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内にガードグランドが存在しない区間をガードグランドＮＧ区間と定義する。

図３（ａ）と同様に、ガードグランド３２が信号配線パターン３１から遠ざかるように屈曲して、第１ガードグランド判別規定値ＧＬを超えた部分と、ガードグランド３２が連続していない部分とが存在しており、これらの部分を含む区間がガードグランドＮＧ区間３５に相当する。また、ガードグランド３２が第１ガードグランド判別規定値ＧＬを超えていない部分を含む区間がガードグランドＯＫ区間に相当する。

次にステップｂ１１，ｂ１２において、第１ガードグランド判別規定値ＧＬより大きくなるように第２ガードグランド判別規定値ＧＵを設定する。第２ガードグランド判別規定値ＧＵは、図３（ｂ）と同様に、ガードグランドＮＧ区間３５においてサーチ範囲をより拡大して、ガードグランド３２の屈曲部分を包含するように設定することが好ましく、これによりガードグランド３２の不連続部分だけを抽出することができる。第２ガードグランド判別規定値ＧＵは、ガードグランドＮＧ区間の長さに応じて適宜変更してもよく、例えば、第１ガードグランド判別規定値ＧＬをパターン設計の最小線間距離として０．２ｍｍに設定した場合、第２ガードグランド判別規定値ＧＵは１０ｍｍ程度に設定される。

次にステップｂ１３において、ガードグランド検出部２３は、ガードグランドＮＧ区間の範囲で再トレースを行なって、信号配線パターンから第２ガードグランド判別規定値ＧＵまでの距離内でガードグランドの有無を検出する。ガードグランドＮＧ区間において、第２ガードグランド判別規定値ＧＵまでの距離内でガードグランドが無い区間がある場合、ステップｂ１５に移行して、リターン経路判別部２５はガードグランドのエラー有りと判定して、入出力装置１１を介して使用者に表示し、リターン経路チェックルーチンは終了する。

一方、ステップｂ１３で、ガードグランドＮＧ区間において第２ガードグランド判別規定値ＧＵまでの距離内でガードグランドが存在している場合、ステップｂ１４に移行する。ステップｂ１４では、図５に示すように、ガードグランドＮＧ区間の長さをＬとし、ガードグランドＮＧ区間の境界における信号配線パターンからガードグランドまでの距離をＧとして、Ｌ≦２×√（ＧＵ^２−Ｇ^２）が成立する場合、ステップｂ１５に移行して、リターン経路判別部２５はガードグランドのエラー有りと判定して、入出力装置１１を介して使用者に表示し、リターン経路チェックルーチンは終了する。

一方、ステップｂ１４において、Ｌ＞２×√（ＧＵ^２−Ｇ^２）が成立する場合、ステップｂ５に移行して、リターン経路判別部２５はガードグランドのエラーなしと判定して、リターン経路チェックルーチンは終了する。

図５は、ガードグランド３２がガードグランド端点Ｘ３６ａ、Ｙ３６ｂで途切れている場合を示し、その途切れ長さＬが、２×√（ＧＵ^２−Ｇ^２）と等しくなったときに、端点Ｘ，Ｙは、信号配線パターン３１とＸＹ間の中央線３７との交点を中心とした半径ＧＵの半円上に存在する。また、Ｌ＞２×√（ＧＵ^２−Ｇ^２）のとき、端点Ｘ，Ｙは半径ＧＵの半円外に存在するため、ガードグランドは不連続であり、ガードグランドエラーとなる。さらに、Ｌ≦２×√（ＧＵ^２−Ｇ^２）のときには、端点Ｘ，Ｙは半径ＧＵの半円内に存在するため、ガードグランドの不連続が検出できない。そこで、ガードグランドＮＧ区間の長さＬと２×√（ＧＵ^２−Ｇ^２）とを比較して、ガードグランドＮＧ区間の長さＬが大きい場合には、ガードグランドの広がりと判断できて、エラーなしとなる。ガードグランドＮＧ区間の長さＬの方が短い場合は、ガードグランドの短い途切れと判断できて、ガードグランドエラーとなる。

以上のように、大小２つのガードグランド判別規定値ＧＬ，ＧＵを採用し、さらにガードグランドＮＧ区間の長さＬと、ガードグランドＮＧ区間の境界における信号配線パターンからガードグランドまでの距離Ｇとを数値比較することによって、信号配線パターンのリターン経路を確実にチェックすることができる。

（実施の形態３）
図６は、本発明に係るプリント基板のリターン経路チェック方法の第３の例を示すフローチャートである。図７は、ガードグランド検出の様子を説明するための概略斜視図である。本実施形態においても、図１に示したＥＭＣ設計ＣＡＤ装置を使用する。

設計対象であるプリント基板が、信号配線パターンが存在する配線層とグランドプレーンが存在するグランド層とを含む多層プリント基板である場合、信号配線パターンのリターン経路がビアホール等を介してグランド層でのグランドプレーンに形成されている可能性がある。

本実施形態では、配線層でのガードグランドが不連続である場合、プレーングランド検出部２４が、該ガードグランドと接続したグランドがグランド層に存在しているか否かを検出している。

まず図６のステップｃ１において、信号配線パターン検出部２２は、設計対象であるプリント基板の配線情報を参照して、個々の信号配線パターンを抽出する。図７に示すパターン例では、２つのＩＣ３８を接続している信号配線パターン３１が検出される。

次にステップｃ２において、第１ガードグランド判別規定値ＧＬを設定する。第１ガードグランド判別規定値ＧＬは、図３（ａ）と同様に、信号配線パターン３１の中心線を基準として両サイドのサーチ範囲を規定するものであり、好ましくはプリント基板のパターン設計における最小線間距離に設定する。

次にステップｃ３において、プレーングランド判別規定値ＧＰＧを設定する。プレーングランド判別規定値ＧＰＧは、図７に示すように、信号配線パターン３１が存在する配線層５１を基準として、多層基板の積層方向へのサーチ範囲を規定するものであり、例えばサーチすべき層の識別記号または配線層５１からの距離で設定する。

次にステップｃ４において、プレーングランド検出部２４は、当該信号配線パターンが存在する配線層からプレーングランド判別規定値ＧＰＧまでの範囲内にあるプレーングランドを抽出する。

次にステップｃ５において、ガードグランド検出部２３は、信号配線パターンの長手方向に沿ってトレースし、ステップｃ６において、信号配線パターンから第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内でガードグランドの有無を検出する。全てのトレース区間において、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内でガードグランドが存在していれば、当該信号配線パターンのリターン経路が確保されていることになり、ステップｃ７に移行して、リターン経路判別部２５はガードグランドのエラーなしと判定して、リターン経路チェックルーチンは終了する。

一方、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内でガードグランドが存在していない区間がある場合には、ステップｃ１０に移行して、ガードグランド検出部２３は、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内にガードグランドが存在する区間をガードグランドＯＫ区間と定義し、第１ガードグランド判別規定値ＧＬまでの距離内にガードグランドが存在しない区間をガードグランドＮＧ区間と定義する。

次にステップｃ１１，ｃ１２において、第１ガードグランド判別規定値ＧＬより大きくなるように第２ガードグランド判別規定値ＧＵを設定する。第２ガードグランド判別規定値ＧＵは、図３（ｂ）と同様に、ガードグランドＮＧ区間３５においてサーチ範囲をより拡大して、ガードグランド３２の屈曲部分を包含するように設定することが好ましく、これによりガードグランド３２の不連続部分だけを抽出することができる。第２ガードグランド判別規定値ＧＵは、ガードグランドＮＧ区間の長さに応じて適宜変更してもよく、例えば、第１ガードグランド判別規定値ＧＬをパターン設計の最小線間距離として０．２ｍｍに設定した場合、第２ガードグランド判別規定値ＧＵは１０ｍｍ程度に設定される。

次にステップｃ１３において、ガードグランド検出部２３は、ガードグランドＮＧ区間の範囲で再トレースを行なって、信号配線パターンから第２ガードグランド判別規定値ＧＵまでの距離内でガードグランドの有無を検出する。ガードグランドＮＧ区間において、第２ガードグランド判別規定値ＧＵまでの距離内でガードグランドが無い区間がある場合、ステップｃ１５に移行する。

一方、ステップｃ１３で、ガードグランドＮＧ区間において第２ガードグランド判別規定値ＧＵまでの距離内でガードグランドが存在している場合、ステップｃ１４に移行する。ステップｃ１４では、ガードグランドＮＧ区間において、ガードグランドが連続しているか否かを検出する。ガードグランドが連続していれば、当該信号配線パターンのリターン経路が確保されていることになり、ステップｃ７に移行して、リターン経路判別部２５はガードグランドのエラーなしと判定して、リターン経路チェックルーチンは終了する。

一方、ステップｃ１４において、ガードグランドＮＧ区間においてガードグランドが不連続である場合、当該信号配線パターンのリターン経路が欠落していることになり、ステップｃ１５に移行する。

ステップｃ１５では、プレーングランド検出部２４は、ステップｃ４で抽出されたプレーングランドをサーチ対象として、ガードグランドＮＧ区間において該ガードグランドと接続したプレーングランドが存在しているか否かを検出する。こうしたプレーングランドが存在してれば、当該信号配線パターンのリターン経路が確保されていることになり、ステップｃ７に移行して、リターン経路判別部２５はガードグランドのエラーなしと判定して、リターン経路チェックルーチンは終了する。

図７に示すパターン例では、配線層５１におけるガードグランド３２は不連続であるが、プレーングランド判別規定値ＧＰＧの範囲内にあるグランド層５２における隣接プレーングランド４０にビア４１を経由して接続されていることから、リターン経路４２が確保されており、ガードグランドのエラーなしと判定される。

一方、ステップｃ１５において該ガードグランドと接続したプレーングランドが存在していない場合、ステップｃ１６に移行して、リターン経路判別部２５はガードグランドのエラー有りと判定して、入出力装置１１を介して使用者に表示し、リターン経路チェックルーチンは終了する。

以上のように、大小２つのガードグランド判別規定値ＧＬ，ＧＵを採用し、さらに別の層に存在するプレーングランドを考慮しながらガードグランドの連続性を判定することによって、信号配線パターンのリターン経路を確実にチェックすることができる。

本発明に係るプリント基板のリターン経路チェック方法およびパターン設計ＣＡＤ装置によって、ガードグランドの広がり部分とガードグランドの短い途切れの双方をチェックミスすることなく、高速にチェックできる。そのため、信号配線とガードグランドからなる高周波電流ループから発生する電磁波を抑制するためのＥＭＣ対策を効率よく実施できる。

本発明に係るＥＭＣ設計ＣＡＤ装置の一例を示すブロック図である。本発明に係るプリント基板のリターン経路チェック方法の一例を示すフローチャートである。ガードグランド検出の様子を説明するための部分平面図である。本発明に係るプリント基板のリターン経路チェック方法の他の例を示すフローチャートである。ガードグランド検出の様子を説明するための部分平面図である。本発明に係るプリント基板のリターン経路チェック方法の第３の例を示すフローチャートである。ガードグランド検出の様子を説明するための概略斜視図である。従来のガードグランド検出方法を説明するための部分平面図である。

符号の説明

１１入出力装置
１２回路パターン設計用コンピュータ
１３記憶装置
１４回路パターン設計用プリント基板ＣＡＤプログラム
２１ガードグランド検出手段
２２信号配線パターン検出部
２３ガードグランド検出部
２４プレーングランド検出部
２５リターン経路判定部
３１信号配線パターン
３２ガードグランド
３４ガードグランドＯＫ区間
３５ガードグランドＮＧ区間
３５ａガードグランドＮＧ区間Ａ
３５ｂガードグランドＮＧ区間Ｂ
３６ａガードグランド端点Ｘ
３６ｂガードグランド端点Ｙ
３７ＸＹ間の中央線
３８ＩＣ
３９グランドプレーン
４０隣接プレーングランド
４１ビア
４２リターン経路
４３ガードグランド広がり部分
４４ガードグランド途切れ部分
４５半径判別規定値の半円
５１配線層
５２グランド層

Claims

プリント基板のパターン設計ＣＡＤ装置によって実行される方法で、かつ信号配線パターンおよびこの信号配線パターンとで高周波電流ループを形成するように隣接して設けられるガードグランドを備えたプリント基板のリターン経路チェック方法であって、
信号配線パターン検出部が、前記プリント基板の配線情報を参照して、前記信号配線パターンを検出するステップと、
ガードグランド検出部が、前記信号配線パターンを長手方向に沿ってトレースし、前記信号配線パターンの中心線から予め定めた第１判別規定値ＧＬまでの距離内に前記ガードグランドが存在するか否かを検出することで、前記ガードグランドの有無を検出するステップと、
前記ガードグランド検出部が、前記ガードグランドが第１判別規定値ＧＬまでの距離内に存在しないガードグランド不存在区間を特定するステップと、
前記ガードグランド検出部が第１判別規定値ＧＬより大きい第２判別規定値ＧＵを設定するステップと、
前記ガードグランド検出部が、前記ガードグランド不存在区間において、信号配線パターンから第２判別規定値ＧＵまでの距離内で、前記ガードグランドの有無を検出するステップと、
リターン経路判定部が、前記ガードグランド不存在区間において、前記ガードグランドが第２判別規定値ＧＵまでの距離内に存在しない場合、ガードグランドのエラー有りと判定するステップとを含むことを特徴とするプリント基板のリターン経路チェック方法。
前記ガードグランド不存在区間の長さをＬとし、ガードグランド不存在区間の境界における前記信号配線パターンから前記ガードグランドまでの距離をＧとして、
Ｌ≦２×√（ＧＵ^２−Ｇ^２）が成立する場合、前記リターン経路判定部がガードグランドのエラー有りと判定するステップとを含むことを特徴とする請求項１記載のプリント基板のリターン経路チェック方法。
前記プリント基板は、信号配線パターンが存在する配線層と、グランドプレーンが存在するグランド層とを含む多層プリント基板であって、
前記ガードグランド不存在区間において、ガードグランドが第２判別規定値ＧＵまでの距離内に存在しない場合、前記ガードグランドと接続したグランドがグランド層に存在していなければ、前記リターン経路判定部がガードグランドのエラー有りと判定するステップとを含むことを特徴とする請求項１記載のプリント基板のリターン経路チェック方法。
前記第１判別規定値ＧＬは、プリント基板のパターン設計における最小線間距離で設定することを特徴とする請求項１記載のプリント基板のリターン経路チェック方法。
請求項１に記載されたプリント基板のリターン経路チェック方法をコンピュータで実行するためのプログラムを記録した記録媒体。
信号配線パターンおよびこの信号配線パターンとで高周波電流ループを形成するように隣接して設けられるガードグランドを備えたプリント基板のパターン設計ＣＡＤ装置であって、
前記プリント基板の配線情報を参照して、前記信号配線パターンを検出するための信号配線パターン検出部と、
前記信号配線パターンを長手方向に沿ってトレースし、前記信号配線パターンの中心線から予め定めた第１判別規定値ＧＬまでの距離内に前記ガードグランドが存在するか否かを検出することで前記ガードグランドの有無を検出し、前記ガードグランドが第１判別規定値ＧＬまでの距離内に存在しないガードグランド不存在区間を特定し、前記ガードグランド不存在区間において、前記信号配線パターンから第１判別規定値ＧＬより大きい第２判別規定値ＧＵまでの距離内でガードグランドの有無を検出するためのガードグランド検出部と、
前記ガードグランド不存在区間において、前記ガードグランドが第２判別規定値ＧＵまでの距離内に存在しない場合、ガードグランドのエラー有りと判定するためのリターン経路判定部とを備えたことを特徴とするプリント基板のパターン設計ＣＡＤ装置。