JP4770535B2 - 多層基板の設計支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、多層基板の設計支援装置及び設計支援方法に関するものであり、より詳しくは、多層基板の接着工程時における配線パターンの変位を評価することにより、多層基板の回路設計を支援する多層基板の設計支援装置及び設計支援方法に関する。

近年、電子回路の高密度実装化が益々進展し、そのため、電子回路素子を多層に実装できる多層基板のニーズが高まっている。そのような多層基板は、例えば、絶縁基材となる樹脂フィルムを積層する積層工程と、樹脂フィルムの間に電気素子を配置する配置工程と、積層工程及び配置工程後に、積層した樹脂フィルムの積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、各樹脂フィルム相互の接着を行う接着工程を備えた多層基板の製造方法を用いて製造される（特許文献１参照）。

ここで、積層される各樹脂フィルムには、配線用の金属（例えば銅箔）がパターン形成されている。そのため、上記の積層工程を終了した段階では、銅箔の有無により、樹脂フィルム間に段差（空隙の有無）が生じる。この段差は、接着工程において樹脂が溶融し、空隙部分に流れ込むことにより埋められる。しかし、多層基板の設計結果によっては、積層される各樹脂フィルムのほとんどに銅箔が存在する領域と、逆に各樹脂フィルムのほとんどに銅箔が存在しない領域が生じる。銅箔の量が大きく異なる領域が隣接している場合（すなわち、空隙の多い領域と少ない領域が隣接している場合）、接着工程において積層体に加圧・加熱を加えると、大きな樹脂流動が発生する。この大きな樹脂流動が発生する場所に孤立した小さなランドパターン又は細い配線パターンが存在すると、樹脂流動によって配線パターンが大きく変形してしまい、ビアの位置が基板ごとに異なる、隣接する他の配線パターンと接触する、あるいは配線パターンが切れるといったパターン不良を生じるおそれがある。

従来、このようなパターン不良は、多層基板を実際に製造し、その後電気的な検査、Ｘ線による透視観察、又は多層基板を切断して断面を観察する破壊検査を行うことによって初めて発見されるものであった。さらに、このようなパターン不良に対する対策も、経験に頼った試行錯誤的なものであり、多大な時間とコストを要するものであった。

一方、このような問題に対して、多層基板の温度変化による変位量を予測する基板設計支援装置が開発されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載された基板設計支援装置は、層厚演算部によって多層基板を構成する各層ごとにその層を構成する主要材料について、基板面積に対する平均厚さを求め、積層モデル作成部によって、層厚演算部で演算された層厚の層を積層して単純積層モデルを作成する。そして、変位量演算部により、作成された単純積層モデルについて、各層を構成する物性情報に基づいてプロセス温度変化に伴って生じる変位量を演算する。そのため、特許文献２に記載された基板設計支援装置は、基板各部の凹凸の変化として多層基板の温度変化による変位を予測することができる。

しかし、特許文献２に記載された基板設計装置は、多層基板の各所における変位の大小を予測することはできるものの、その変位によってパターン不良が生じるか否かを判断することは想定されていない。また、多層基板全体に対して変位量の計算を行うため、多層基板が大型化すると、その大型化に伴って変位量の算出に要する時間も増大することになる。

特開２００３−０８６９４９号公報 特開２００６−０５３７０６号公報

上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、多層基板の試作を行うことなく、多層基板の配線設計情報からパターン不良を生じる可能性が高い部分の検出及び修正を行うことができる多層基板の設計支援装置及び設計支援方法を提供することにある。

また本発明の別の目的は、精度よく多層基板の配線設計情報からパターン不良を生じる可能性が高い部分の検出を行うことができる多層基板の設計支援装置及び設計支援方法を提供することにある。

本発明のさらなる別の目的は、短時間で多層基板の配線設計情報からパターン不良を生じる可能性が高い部分の検出及び修正を行うことができる多層基板の設計支援装置及び設計支援方法を提供することにある。

本発明の請求項１に記載の形態によれば、本発明に係る多層基板の設計支援装置（１）は、取得した配線設計情報から、熱可塑性樹脂からなり、配線パターンを備える複数の基板を層状に積層した積層体を加熱および加圧することによってパターン不良が発生する可能性のある危険部位を抽出する抽出部（１２）と、配線設計情報に基づいて、抽出された危険部位に含まれる配線パターンに対して、積層体を加熱および加圧することにより発生する、前記熱可塑性樹脂の樹脂流動に起因した、その配線パターン個々の設計位置から変位する変位量を推定し、変位量に基づいてパターン不良が発生するか否かを判定する推定部（１３）とを有する。係る構成により、多層基板の試作を行うことなく、多層基板の配線設計情報からパターン不良を生じる可能性が高い部分の検出を行うことができる。また、抽出部位に限定して変位量を計算するため、短時間で配線設計情報からパターン不良が生じる可能性の高い部分を検出することができる。

また、抽出部（１２）は、多層基板を複数の領域に分割する分割手段（１２１）と、分割された複数の領域のそれぞれについて、配線設計情報に基づいて配線パターンを含む度合いを表すパターン密度を算出する密度算出手段（１２２）と、算出されたパターン密度に基づいて、危険部位を抽出する危険部位抽出手段（１２３）とを有する。

さらに、本発明の請求項２に記載の形態によれば、危険部位抽出手段（１２３）は、複数の領域の少なくとも一つを着目領域として設定し、着目領域のパターン密度と、着目領域の近傍にある複数の領域の何れかのパターン密度の差に基づいて、危険部位を抽出する。
あるいは、本発明の請求項３に記載の形態によれば、危険部位抽出手段（１２３）は、複数の領域の少なくとも一つを着目領域として設定し、着目領域のパターン密度と、着目領域の近傍にある複数の領域の何れかのパターン密度の差の絶対値が所定の閾値以上であり、且つ着目領域が所定の配線パターン構造に含まれる場合、所定の配線パターン構造を危険部位として抽出する。パターン密度の変化に基づいて危険部位を抽出することにより、正確に危険部位を抽出することができる。

また本発明の請求項４に記載の形態によれば、本発明に係る多層基板の設計支援装置（１）は、推定部でパターン不良が発生すると判定された危険部位に含まれる配線パターンに対応する、配線設計情報内の設計データを修正する修正部（１４）をさらに有する。係る構成により、多層基板の試作を行うことなく、多層基板の配線設計情報からパターン不良を生じる可能性が高い部分の修正を行うことができる。

また本発明の請求項５に記載の形態によれば、修正部（１４）は、少なくとも一つの修正ルールを有し、パターン不良が発生すると判定された危険部位に含まれる配線パターンに対応する設計データに基づいて少なくとも一つの修正ルールの適用可否を判定し、適用可と判定された修正ルールに基づいて設計データを修正する。

また請求項６に記載の形態によれば、推定部（１３）は、多層基板の危険部位についてのみ、流動−構造連成解析を行うことで変位量を推定することが好ましい。
さらに他の形態によれば、多層基板の設計支援装置（１）は、所定の設計ルールに基づいて、配線設計情報を検証する設計検証部（１１）を有することにより、回路設計上問題となる部分が含まれている配線設計情報を、危険部位の抽出及び変位量の推定などの処理を行う以前に検出できる。そのため、無用な処理を行わずに済ませることができる。さらに、パターン不良を発生すると判定された危険部位に含まれる配線パターンに対応する設計データに基づいて、所定の設計ルールの修正又は新規な設計ルールの追加を行うルール追加部（１５）を有することにより、設計支援装置（１）を使用する程、設計検証部（１１）での検証精度を高めることができる。

また、他の実施形態によれば、熱可塑性樹脂からなり、配線パターンを備える複数の基板を層状に積層した積層体を形成し、その積層体を加熱および加圧することによって形成される多層基板の設計支援をプロセッサに実行させる設計支援用コンピュータプログラムが提供される。この設計支援用コンピュータプログラムは、多層基板の配線設計情報から、積層体を加熱および加圧することによってパターン不良が発生する可能性のある危険部位を抽出し、配線設計情報、熱可塑性樹脂の物性データ及び配線パターンの配線パターンの厚み情報に基づいて、危険部位に含まれる配線パターンに対して、積層体を加熱および加圧することにより発生する、熱可塑性樹脂の樹脂流動に起因した、配線パターン個々の設計位置から変位する変位量を推定し、その変位量に基づいてパターン不良が発生するか否かを判定することをプロセッサに実行させる。係るステップを含むことにより、この設計支援用コンピュータプログラムは、多層基板の試作を行うことなく、多層基板の配線設計情報からパターン不良を生じる可能性が高い部分の検出を行うことができる。また、抽出部位に限定して変位量を計算するため、短時間で配線設計情報からパターン不良が生じる可能性の高い部分を検出することができる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、図面を参照しつつ本発明を適用した基板設計支援装置について詳細に説明する。本発明を適用した基板設計支援装置は、多層基板の各層の基板の回路配置を表すアートワークである配線設計情報から、配線パターンが含まれる割合の局所的な変化に基づいて、樹脂流動に伴うパターン不良が発生する可能性のある危険部位を抽出する。そしてその基板設計支援装置は、危険部位の流動−構造連成解析を行って配線パターンの設計位置からの変位量を推定し、その推定結果に基づいてパターン不良が生じるか否か判定する。さらにその基板設計支援装置は、パターン不良が生じると判定した場合、パターン不良が生じると判定された危険部位に対応する配線パターンの設計データを自動的に修正する。そのため、多層基板の試作を行うことなく、適切な基板設計を行うことができる。また、本発明を適用した基板設計支援装置は、流動−構造連成解析を行う領域を限定しているため、解析に長時間を要することなく、比較的短時間で配線設計情報の検証及び修正を行うことができる。

図１に、本発明を適用した基板設計支援装置１の機能ブロック図を示す。本発明を適用した基板設計支援装置１は、データ入出力部２、記憶部３、及び処理部４を有する。そして基板設計支援装置１は、データ入出力部２から多層基板の配線設計情報を取得する。基板設計支援装置１の処理部４は、記憶部３から設計ルールや材料特性データなどの必要な情報を読み込み、取得した配線設計情報に対して、パターン不良が発生する危険性のある部位の抽出・検証を行う。また処理部４は、必要に応じて配線設計情報に含まれる配線パターンの設計データの修正を行う。その後基板設計支援装置１は、検証（場合によっては修正も）を行った配線設計情報をデータ入出力部２から出力する。

以下、各部について詳細に説明する。
データ入出力部２は、基板設計支援装置１と外部機器とを接続するインターフェースであり、イーサネット（登録商標）、ＵＳＢ、ＳＣＳＩ、ＲＳ−２３２Ｃなどの規格に準拠した通信ポート、電子回路及びドライバソフトウェアなどで構成される。そしてデータ入出力部２は、外部機器より送られてきた配線設計情報を取得し、処理部４に渡す。また、処理部４で検証・修正された配線設計情報を、外部機器に出力する。

記憶部３は、設計ルール、修正ルール、多層基板を構成する材料の物性データ（密度、粘度、熱拡散率等）、配線パターンを構成する銅、各層の樹脂、ビア等の厚み情報、処理部４で使用される各種プログラム及び設定ファイルなどを記憶するものであり、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、ハードディスクなどの磁気記録媒体、又はＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ／Ｗなどの光記録媒体で構成される。そして記憶部３は、処理部４からの要求に応じて、必要なデータなどを送信する。また記憶部３は、処理部４を通じて送られてくる各種のデータを記憶する。

処理部４は、データ入出力部２から取得した配線設計情報を検証し、また必要に応じて修正するものであり、中央演算装置（ＣＰＵ）、数値演算プロセッサ、ＲＯＭ又はＲＡＭのような半導体メモリなどで構成される。また処理部４は、記憶部３から読み込まれたプログラムにしたがって、所定の動作を実行する。さらに処理部４は、データ入出力部２及び記憶部３と接続されており、それら各部に所定の制御信号を出力して制御を行う。また処理部４は、配線設計情報の検証及び修正と、各部の制御を行うために、制御部１０、設計検証部１１、抽出部１２、推定部１３、修正部１４、及びルール追加部１５を有する。

そして、設計検証部１１は、取得した配線設計情報について、所定の設計ルールに違反している部分がないかどうか検証する。抽出部１２は、その配線設計情報から配線パターン不良を生じる可能性がある部分を危険部位として抽出する。そして推定部１３は、抽出された危険部位及びその周辺の小領域のアートワーク及び物性データに基づいて流動−構造連成解析を行い、配線パターン不良が生じるか否か判定する。また修正部１４は、推定部１３で配線パターン不良が生じると判定された危険部位に対応する設計データを所定の修正ルールに基づいて修正する。そして制御部１０は、処理部４の各部、データ入出力部２及び記憶部３の制御を行う。

以下処理部４の各部について説明する。
制御部１０は、記憶部３から読み込まれたプログラム及び各種設定ファイルにしたがって、データ入出力部２、記憶部３の制御、配線設計情報など各種データの受け渡しを行う。また、制御部１０は、処理部４内のルール検証部１１、抽出部１２、推定部１３及び修正部１４による処理を制御する。

設計検証部１１は、取得した配線設計情報を、記憶部３から取得した所定の設計ルールに基づいて検証する。ここで、配線設計情報は、上記のように各層の基板の回路配置を表すアートワークであり、例えばＤｒａｗｉｎｇ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｆｉｌｅ（ＤＸＦ）、ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕｅｇｅ（ＸＭＬ）などの形式にしたがってＣＡＤデータとして記述される。そして、配線設計情報では、個々の配線パターンについての設計データとして、配線パターンの種別（ランド、ビア、ラインなど）、配線パターンの形状、サイズ、位置座標などが記述される。一方、所定の設計ルールは、例えば、各層における配線パターンの線幅、隣接配線パターンまでの距離、ビアの直径、配線パターンの長さ、配線パターンの種別などの各パラメータ及びそれらパラメータの組み合わせに対して許容範囲を設定するものとして規定される。すなわち各設計ルールは、評価項目に関するパラメータの許容範囲の上限値又は下限値で規定される。

また、評価対象となり得るパラメータ及びそれらパラメータの組み合わせに対して、それぞれ設計ルールが準備される。そのうち、ある時点で評価されていないパラメータに対する設計ルールは、未使用ルールとされる。未使用ルールでは、評価対象のパラメータについての許容範囲の上限値及び下限値が未設定を表す値（例えば“−９９９”）として記憶されている。後述するように、ルール追加部１５によってこれまで評価されていないパラメータについて許容範囲の上限値又は下限値が設定されると（すなわち、設計ルールが追加されると）、設計検証部１１は、以後その追加された設計ルールも用いて、設計検証を行う。

設計検証部１１は、配線設計情報から、個々の配線パターンの設計データを順次読み込み、設計検証に用いる各パラメータを求める。そして求めた各パラメータについて、設計ルールに当てはめて、許容範囲内か否かを評価する。そして設計検証部１１は、許容範囲外となるパラメータを見つけると、そのパラメータに関連する配線パターンの設計データを違反リストに書き込む。違反リストは、例えば、上記の配線パターンの設計データをリスト形式として記述するものである。そして設計検証部１１は、配線設計情報中に違反する配線パターンを発見しない場合（すなわち、違反リストに何も記述されていなければ）、その配線設計情報にはルール違反箇所がないと判定する。そして配線設計情報を抽出部１２へ送る。一方、配線設計情報中に違反する配線パターンを発見した場合（すなわち、違反リストに一つでも記述がある場合）、配線設計情報を違反リストとともに修正部１４に送る。
なお、設計検証部１１は、周知の他の方法を用いて、配線設計情報の検証を行ってもよい。また設計検証部１１は、配線パターンの寸法以外（例えば、ビア数など）に関して定められたルールに基づいて検証を行ってもよい。

抽出部１２は、多層基板を作成する際、複数の基板を積層した積層体を加熱又は加圧することによってパターン不良が発生する可能性のある危険部位を、その多層基板の配線設計情報から抽出する。そのために、抽出部１２は、分割手段１２１、密度計算手段１２２、危険部位抽出手段１２３を有する。

分割手段１２１は、作成される多層基板全体を仮想的に小領域に分割する。ここで各小領域は立方体状の領域であり、一つの小領域は、多層基板の最上層から最下層までを含む。図２（ａ）及び（ｂ）を用いて、小領域への分割の様子を示す。図２（ａ）は、多層基板の平面模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の領域２５０を拡大表示したものである。なお、図２（ａ）及び（ｂ）において、説明の明確化のために各配線パターン２１０のサイズは誇張されている。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、多層基板２００上には、配線パターン２１０が形成されている。なお、図には表れないが、多層基板２００の表面以外の各層にも同様に配線パターンが形成されている。また、図２（ｂ）に示すように、各小領域２６０は、後述するパターン密度の差の評価を正確に行うために、配線パターンや配線パターン間の距離に対して十分小さいサイズとなるように設定される。本実施形態では、各小領域を、１辺の長さが配線設計情報に含まれる配線パターンの平均的な線幅の１／１０である矩形領域とした。しかし各小領域のサイズはこれに限られず、例えば、１辺の長さが配線設計情報に含まれる配線パターンの平均的な線幅の１／５〜１／２０となる矩形領域とすることができる。また、各小領域のサイズを基板上の場所によって変更してもよい。例えば、配線パターンの少ない領域では、小領域のサイズを大きく、配線パターンが密集している領域では、小領域のサイズを小さく設定してもよい。さらに、各小領域の形状は矩形に限られず、例えば円環を等角度間隔で区切った形状や三角形であってもよい。また、多層基板を上下二つに分割し、上側、下側それぞれ別個に小領域を設定してもよい。

密度計算手段１２２は、分割手段１２１で設定された各小領域のパターン密度を算出する。ここで、パターン密度とは、各小領域に含まれる全ての層の基板うち、配線パターンが形成されている基板が占める比率をいう。密度計算手段１２２は、各小領域について以下のようにパターン密度を計算する。まず、密度計算手段１２２は、着目する小領域について、各層の基板毎にその小領域に含まれる部分に配線パターンが少しでも形成されていれば‘１’、配線パターンが全く形成されていなければ‘０’とする。そして、密度計算手段１２２は、各層について求められた上記の１か０の値を加算する。最後に、その合計を多層基板を構成する層の数で除して、０〜１間の何れかの値を有するように正規化する。

図３を用いて、パターン密度の算出について説明する。図３は、作成される多層基板の断面模式図である。図３において、多層基板３００は、樹脂で構成される基板層３１０ａ〜３１０ｅの５層で構成されている。そして各層間には、設計に応じて配線パターン３２０ａ〜３２０ｅが形成されている。また一つの小領域３３０が点線で示されている。そこで小領域３３０に着目すると、層３１０ａに形成された配線パターン３２０ａと層３１０ｃに形成された配線パターン３２０ｃが含まれている。したがって、小領域３３０のパターン密度は、（１＋０＋１＋０＋０）／５＝０．４と計算される。

危険部位抽出手段１２３は、パターン密度の変化に基づいて、配線パターン不良が生じる可能性のある危険部位を抽出する。上記のように、多層基板の製造工程において生成される樹脂フィルムの積層体では、配線パターンの有無によって層間に空隙のある部分とない部分が生じる。そのため、積層体を両面から加圧しつつ加熱することにより、各樹脂フィルム相互の接着を行う接着工程では、樹脂が空隙を埋めるように流動するために配線パターン不良を生じるおそれがある。しかし、配線パターンが密集している部分又は配線パターンが周囲としっかり連結されているような領域では、配線パターン同士が樹脂が大きく流動することを防止するため、パターン不良が生じる可能性は少ない。一方、配線パターンの存在しない、すなわち、層間に多数の空隙を有する領域では、加熱及び加圧に対する変形を生じ易い。そのため、周囲と比較してパターン密度が急激に変化する部分、あるいは周囲をパターン密度の低い領域で囲まれた孤立パターン（例えば、ビアに相当する部分）は、大きな樹脂流動を生じ、パターン不良を生じる可能性がある。

図４を用いてこの様子を説明する。図４（ａ）は、接着工程を行う前の多層基板４００の断面模式図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した多層基板４００と同一の部分について接着工程を行った後の断面模式図である。図４（ａ）及び（ｂ）において、配線パターン４１０は、太線で示されており、ビア４２０はハッチングで示されている。ここで、図４（ａ）及び図４（ｂ）を比較すると、ほとんどの層に配線パターン４１０が形成されている、パターン密度の高い領域４３０では、接着工程の前後でほとんど配線パターンが変化していないことが分かる。一方、パターン密度の低い部分に挟まれた領域４４０では、接着工程後で配線パターン４１０が横に大きくずれていることが分かる。同様に、中央にビア４２０を含む領域４５０についても、接着工程後で各層間でビア４２０の位置がずれてしまうことが分かる。

そこで、危険部位抽出手段１２３は、パターン密度が急激に変化する部分を見つけることにより、パターン不良が生じる可能性のある危険部位を抽出する。そのために、危険部位抽出手段１２３は、各小領域から一つの小領域を順次着目小領域として設定し、その着目小領域のパターン密度と着目小領域の近傍領域（例えば、着小領域の８近傍、あるいは１６近傍）に存在する小領域とパターン密度の差の絶対値を算出する。そして、何れかのパターン密度の差の絶対値が所定の閾値以上の場合、その着目小領域を要注意領域として検出し、その要注意領域の位置を処理部４を構成するメモリに記憶する。なお、所定の閾値は、例えば０．５に設定することができる。

全ての小領域について上記の処理を終えると、危険部位抽出手段１２３は、次にメモリに記憶されている各要注意領域の位置と、配線設計情報からパターン不良を生じ易い所定の配線パターン構造の位置を比較する。そして危険部位抽出手段１２３は、要注意領域の何れかと上記の所定の配線パターン構造の位置が一致すると、その所定の配線パターン構造全体を含む領域を危険部位として抽出する。なお、所定の構造を有する配線パターンとは、例えばビアなどの孤立パターンであり、経験によって予め設定することができる。なお、危険部位として抽出される領域は、例えば、上記の配線パターン構造及びその配線パターン構造に隣接する配線パターンが含まれる程度の領域に設定される。

推定部１３は、抽出部１２で抽出された危険部位について、配線パターン不良が生じるか否か、流動−構造連成解析を行って判定する。そのために、推定部１３は、抽出された危険部位に含まれる積層体の各層を構成する樹脂、配線パターンを構成する銅等に関する材料の物性データおよび厚み情報を記憶部３から取得し、危険部位内の任意の位置について、対応する物性データおよび厚み情報が関連付けられた解析用モデルを作成する。このような解析用モデルは、例えばＩＧＥＳフォーマットで記述することができる。推定部１３は、抽出された危険部位が複数存在する場合、各危険部位に対して同様に解析用モデルを作成する。

解析用モデルを作成すると、推定部１３は、その解析用モデルに対して流動−構造連成解析を行って、積層体に加熱及び加圧を加えた場合に発生する配線パターンの設計位置からの変位量を推定する。ここで、流動−構造連成解析として周知の種々の方法及び市販の構造解析ソルバを用いることができるため、詳細な説明は省略する。なお、そのような周知の方法の一例として、奥田、大城、「熱流体／構造系連成問題の統一的解析およびそのデータ並列化に関する研究」、日本計算工学会論文集、日本計算工学会、１９９９年、に記載された方法を利用することができる。

推定部１３は、上記の推定結果に基づいて、例えば以下の何れかが発生している場合、その危険部位にパターン不良が生じたと判定する。すなわち、
（１）配線パターンの設計位置からの変位量（基板の各層に対して水平な方向又は垂直な方向）が所定の許容量を超える、
（２）隣接する配線パターンと接触する、
（３）連続しているはずの配線パターンが途切れる、
（４）各層間でビアの位置が所定の許容量を超えてずれる、
（５）基板表面段差が所定の閾値以上となる、
である。
なお、上記の所定の許容量は、配線パターンの製造許容公差（例えば、変位量が３０μｍ以内）に設定することができる。

推定部１３は、何れかの危険部位においてパターン不良が発生すると判定した場合、修正部１４に対してその危険部位を示す情報を修正部１４に送る。また推定部１３は、後述するルール追加部１５で設計ルールの追加及び修正に利用するため、パターン不良が発生すると判定された各危険部位に含まれる配線パターンに対応する設計データを記憶部３に保存する。

修正部１４は、パターン不良が発生すると判定された危険部位に含まれる配線パターンの位置、寸法などを所定の修正ルールに基づいて修正し、配線設計情報を更新する。そして、更新された配線設計情報を再度ルール検証部１１へ送る。
所定の修正ルールは、例えば、以下のようなものである。
（１）ランドなどの配線パターンの周囲にベタパターンを追加する。
（２）パターン密度が疎の部分（例えば、パターン密度が０．４以下）の領域において、何れかの層にベタパターンを追加し、パターン密度を増加させる。
（３）ランドなどの配線パターンについて、変位量が許容範囲を超える部分をなくすように位置又は形状を変更する。

修正部１４は、各危険部位について、上記の修正ルールを順次適用可能か否か判定する。例えばルール（１）については、修正対象の配線パターンと隣接する配線パターンまでの距離を調べる。そして、修正部１４は、その距離が所定以上離れていれば、適用可と判定する。その後、修正部１４は、隣接する配線パターンとの距離が予め定められた最小距離以上となる範囲で修正対象の配線パターンの周囲にベタパターンを追加する。同様に、ルール（２）については、修正部１４は、まず、危険部位に含まれる各層について、配線パターンが存在しない、所定以上の面積を有する未使用領域を探索する。そしてそのような未使用領域を発見すると、修正部１４はルール（２）を適用可と判定する。その後修正部１４は、発見した未使用領域内にベタパターンを追加する。またルール（３）についても、修正部１４は、同様に適用可否を判定し、適用可と判定すれば、その修正ルールに則って配線パターンを修正する。
なお、修正部１４は、各修正ルールに優先度を設定し、優先度の高い修正ルールから順番に適用を行うようにしてもよい。

ルール追加部１５は、推定部１３で配線不良が発生すると判定された領域の配線パターン及びその周囲の配線パターンなどに基づいて、ルール検証部１１で使用する設計ルールを抽出し、記憶部３に記憶する。あるいは、既存の設計ルールの修正を行う。そこでルール追加部１５は、配線設計情報の修正が終了すると、その配線設計情報の修正途中において、パターン不良が発生すると判定された危険部位に含まれる配線パターンに対応する設計データを記憶部３から取得し、その設計データに基づいて設計ルールの追加及び修正を行う。

ルール追加部１５は、例えば以下のようにルール追加を行う。まず、ルール追加部１５は、配線不良が発生すると判定された危険部位に含まれる各配線パターンに対応する設計データ（線幅、隣接配線パターンまでの間隔、ビアの直径、配線パターンの種別など）のうち、各評価項目に関するパラメータ値を配線設計情報から取得する。次に、ルール追加部１５は、各パラメータ値について評価する既存の設計ルールを探索する。もし、そのパラメータ値について評価する既存の設計ルールが存在しない場合、ルール追加部１５は、その評価項目に対する設計ルールを追加する。なお、上記のように、評価対象となり得る項目については、全て事前に不等式の形式で使用されない設計ルールも未使用ルールとして記憶されている。すなわち、その評価項目に関するパラメータについての許容範囲の上限値及び下限値が未設定を表す値（例えば“−９９９”）として記憶されている。そこでルール追加部１５は、未使用ルールにおける未設定の上限値又は下限値に値を設定することにより、ルールを追加することができる。ここで、設定される上限値又は下限値は、追加使用とする評価項目に関するパラメータの値を許容範囲から外すように、そのパラメータ値に所定のオフセットを加えた値となる。

同様に、ルール追加部１５は、既存のルールの修正も行うことができる。この場合、ルール追加部１５は、評価項目に関するパラメータ値を既存のルールと比較して、そのパラメータ値が既存のルールで許容範囲内に含まれている場合、そのパラメータ値が許容範囲外となるように、許容範囲の上限値又は下限値を修正する。

以下に例を示す。
まず、記憶部３には、使用ルール、未使用ルールを含めて設計ルール１から設計ルールＮまでが存在し、配線パターンの種別がビアの場合における、隣接する配線パターン（積層体の何れに形成される配線パターンでもよい）までの距離が、設計ルールｋ（ただし１≦ｋ≦Ｎ）に設定されていると仮定する。また設計ルールｋにおける、パラメータ（隣接する配線パターンまでの距離）の上限値、下限値は未設定（すなわち、設計ルールｋは未使用）とする。また、距離を表すパラメータに対するオフセットを１００μｍとする。

この場合において、パターン不良が発生すると判定された配線パターンの種別がビアであり、隣接する配線パターンまでの距離が１０００μｍである場合、ルール追加部１５は、設計ルールｋについて、隣接する配線パターンまでの距離の上限値を９００μｍと設定する。このように隣接する配線パターンまでの距離の上限値が設定されることにより、設計ルールｋは有効となり、以後の処理において、ルール検証部１１で使用される。

また、設計ルールｊ（ただし１≦ｊ≦Ｎ）において、配線パターンの種別がランドの場合における、隣接する配線パターン（積層体の何れに形成される配線パターンでもよい）までの距離が、設計ルールｊ（ただし１≦ｊ≦Ｎ）に設定されていると仮定する。また設計ルールｊにおける、パラメータ（隣接する配線パターンまでの距離）の上限値が、２０００μｍとして設定されているとする。この場合において、配線不良が生じると判定された配線パターンの種別がランドであり、隣接する配線パターンまでの距離が１５００μｍである場合、ルール追加部１５は、設計ルールｊについて、隣接する配線パターンまでの距離の上限値を１４００μｍと設定する。このように隣接する配線パターンまでの距離の上限値が修正され、以後の処理において、修正された設計ルールｊがルール検証部１１で使用される。
なお、ルール追加部１５は、所定の設計ルールについては、修正を行わないように予め設定してもよい。

次に、図５を参照して、本発明を適用した基板設計支援装置１の動作フローを説明する。なお、以下に説明する基板設計支援装置１の動作は、処理部４に読み込まれたプログラムにしたがって、処理部４の制御部１０により実行される。

まず、処理部４は、データ入出力部２より配線設計情報を取得する（ステップＳ１０１）。次に、処理部４のルール検証部１１は、取得した配線設計情報に対して、記憶部３から読み込んだ設計ルールを用いて検証する（ステップＳ１０２）。そしてルール検証部１１は、使用する全ての設計ルールについて検証を終えると、ルール違反の有無を調べる（ステップＳ１０３）。そしてルール違反がある場合、処理部４の修正部１４は、配線設計情報を修正する（ステップＳ１１０）。

一方、ステップＳ１０３において、ルール違反が見つからなかった場合、処理部４の抽出部１２は、分割手段１２１において、配線設計情報に表される基板を複数の小領域に分割する（ステップＳ１０４）。次に、抽出部１２は、パターン密度算出手段１２２で、各小領域のパターン密度を算出する（ステップＳ１０５）。そして、抽出部１２は、近接する各小領域間のパターン密度の差を算出し、その差に基づいてパターン不良が生じる可能性のある危険部位を抽出する（ステップＳ１０６）。次に、抽出部１２は、危険部位が抽出されたか否かを調べる（ステップＳ１０７）。そして危険部位が抽出されなかった場合は、配線設計情報に修正すべき点を発見しないため、処理を終了する。

一方、ステップＳ１０７において、危険部位が抽出された場合、処理部４の推定部１３は、その危険部位について流動−構造練成解析を行って、配線パターンの設計位置からの変位量を推定する（ステップＳ１０８）。そして推定部１３は、推定された変位量に基づいて、パターン不良が生じるか否か判定する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９において、パターン不良が生じると判定された場合、修正部１４は、配線設計情報の修正を行う（ステップＳ１１０）。そして制御をステップＳ１０２の前に戻し、再度ステップＳ１０２〜Ｓ１０９の処理を行う。一方、ステップＳ１０９において、パターン不良が生じないと判定された場合、基板設計支援装置１は処理を終了する。

以上説明してきたように、本発明を適用した基板設計支援装置１は、多層基板上のパターン密度の変化に基づいてパターン不良が生じる可能性のある危険部位を抽出する。そして基板設計支援装置１は、その危険部位について流動−構造連成解析を行って配線パターンの設計位置からの変位量を推定し、その推定結果に基づいて、パターン不良が生じるか否か判定する。さらに基板設計支援装置１は、パターン不良が生じると判定した場合、パターン不良が生じると判定された危険部位に対応する配線パターンの設計データを自動的に修正する。そのため、多層基板の試作を行うことなく、配線パターン切れやビアの層間での位置ずれ、層間の密着不足といった問題を生じることがないように、適切な多層基板設計を行うことができる。また、本発明を適用した基板設計支援装置１は、パターン不良が生じる可能性のある部位に限定して流動−構造連成解析を行うため、解析に長時間を要することなく、比較的短時間で配線設計情報の検証及び修正を行うことができる。

なお、上述してきた実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述した基板設計支援装置１において、処理部４の修正部１４及びルール追加部１５を省略することにより、配線設計情報の修正を行わず、単に配線設計情報の検証のみを目的として使用することもできる。この場合、処理部４にモニタ（図示せず）を接続することが好ましい。基板設計支援装置を使用するユーザが、推定部１３でパターン不良が発生すると判定された配線パターンの有無、及びそのような配線パターンが存在する場合にはその場所をモニタに表示して、容易にパターン不良箇所を知ることができるようにするためである。

以上のように、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。

本発明を適用した基板設計支援装置の機能ブロック図である。 （ａ）は多層基板の平面模式図であり、（ｂ）は、（ａ）の領域２５０についての拡大表示図である。 作成される多層基板の断面模式図である。 （ａ）は、接着工程を行う前の多層基板の断面模式図であり、（ｂ）は、（ａ）と同一の部分について接着工程を行った後の多層基板の断面模式図である。 本発明を適用した基板設計支援装置の動作フローチャートである。

符号の説明

１ 基板設計支援装置
２ データ入出力部
３ 記憶部
４ 処理部
１０ 制御部
１１ ルール検証部
１２ 抽出部
１２１ 分割手段
１２２ 密度算出手段
１２３ 危険部位抽出手段
１３ 推定部
１４ 修正部
１５ ルール追加部
２００、３００、４００ 多層基板
２１０ 配線パターン
２６０ 小領域
３１０ａ〜ｅ 絶縁基板層
３２０ａ〜ｅ 配線パターン
３３０ 小領域
４１０ 配線パターン
４２０ ビア
４３０ 配線パターン密度の高い領域
４４０、４５０ 配線パターン密度の低い領域に囲まれた領域

Claims (6)

1. 熱可塑性樹脂からなり、配線パターンを備える複数の基板を層状に積層した積層体を形成し、該積層体を加熱および加圧することによって形成される多層基板の設計支援装置であって、
   前記多層基板の配線設計情報を取得する入力部（２）と、
   取得した前記配線設計情報から、前記積層体を加熱および加圧することによってパターン不良が発生する可能性のある危険部位を抽出する抽出部（１２）と、
   前記配線設計情報に基づいて、前記抽出部（１２）で抽出された危険部位に含まれる前記配線パターンに対して、前記積層体を加熱および加圧することにより発生する、前記熱可塑性樹脂の樹脂流動に起因した、該配線パターン個々の設計位置から変位する変位量を推定し、該変位量に基づいてパターン不良が発生するか否かを判定する推定部（１３）と、
   を有し、
   前記抽出部（１２）は、
   前記多層基板を複数の領域に分割する分割手段（１２１）と、
   前記分割手段（１２１）によって分割された前記複数の領域のそれぞれについて、前記配線設計情報に基づいて配線パターンを含む度合いを表すパターン密度を算出する密度算出手段（１２２）と、
   前記パターン密度に基づいて、前記危険部位を抽出する危険部位抽出手段（１２３）と、
   を有することを特徴とする設計支援装置。
2. 前記危険部位抽出手段（１２３）は、前記複数の領域の少なくとも一つを着目領域として設定し、該着目領域のパターン密度と該着目領域の近傍にある前記複数の領域の何れかのパターン密度との差に基づいて、前記危険部位を抽出する、請求項１に記載の設計支援装置。
3. 前記危険部位抽出手段（１２３）は、前記複数の領域の少なくとも一つを着目領域として設定し、該着目領域のパターン密度と該着目領域の近傍にある前記複数の領域の何れかのパターン密度との差の絶対値が所定の閾値以上であり、且つ該着目領域が所定の配線パターン構造に含まれる場合、該所定の配線パターン構造を前記危険部位として抽出する、請求項１に記載の設計支援装置。
4. さらに、前記推定部（１３）でパターン不良が発生すると判定された危険部位に含まれる配線パターンに対応する、前記配線設計情報内の設計データを修正する修正部（１４）を有する、請求項１〜３の何れか一項に記載の設計支援装置。
5. 前記修正部（１４）は、少なくとも一つの修正ルールを有し、パターン不良が発生すると判定された危険部位に含まれる配線パターンに対応する前記設計データに基づいて該少なくとも一つの修正ルールの適用可否を判定し、適用可と判定された該修正ルールに基づいて前記設計データを修正する、請求項４に記載の設計支援装置。
6. 前記推定部（１３）は、前記多層基板の前記危険部位についてのみ、流動−構造連成解析を行うことで前記変位量を推定する、請求項１〜５の何れか一項に記載の設計支援装置。

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