JP4965307B2

JP4965307B2 - 基板の配線位置決定方法

Info

Publication number: JP4965307B2
Application number: JP2007082600A
Authority: JP
Inventors: 洋司梶谷
Original assignee: 王淑珍
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: JP2008242834A; US20080244495A1

Description

本発明は、基板に配線パターンを形成するための基板の配線位置決定方法に関する。

従来、基板へ配線パターンを形成する方法として、配線データの保持方法があるが、この方法は以下に示す３つの方式に分類される。
（ａ）図１１に示すように、端子の位置をｘｙ座標で表して配線形状をそのまま扱う直接描画方式（例えば、特許文献１参照）。
（ｂ）図１２に示すように、配線領域を垂直および水平線分で区切って矩形状のセルに分割し、セル内部および境界上の状況で配線を行うグリッド方式（例えば、特許文献２参照）。
（ｃ）図１３に示すように、配線領域を十分に小さな多角形セルに分割し、各セル内で経路を保持する細分方式（例えば、特許文献３参照）。
上記したいずれの方式も、配線形状をそのまま表す方式である。
この方法に対して、図１４に示すように、混雑情報を使って配線修正を簡略化する方法がある。この方法は、平面引き出し配線の修正方法であり、一行に並んだピンに左から順に1からnまでの通し番号をつけて引き出し配線をしたとき、配線が上向きに進まないという前提条件のもと、隣接する対をなすピン間を通過する最大と最小の差が、通過数を表すように点に番号を割り当てる方法である。

特開２００１−６０７５３号公報特開２００３−４５９７３号公報特開２０００−５８５４９号公報

しかしながら、上記したように、配線形状をそのままあるいは簡略化して計算機のデータ化する従来方法では、平面をどのように分割するか、また配線をどのように割り当てるかに多様性があり、更に配線は本来図形であるため、それをどのように抽象化してデータ化するかが問題になる。
また、大域的な配線経路の変更と配線形状の修正には、大量のデータ処理を必要とするため、小規模でなければ設計に使用できないという問題も生じる。
このように、複数の配線を交差させることなく、平面性を実現する効果的な方法を得るという課題は、未だ解決されていない。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、配線図形を使用せずに配線設計と配線評価が可能であり、従来よりも設計の自由度が増す基板の配線位置決定方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る基板の配線位置決定方法は、対となるピンを接続する複数の配線で構成される配線パターンを基板に形成するための基板の配線位置決定方法において、
配線領域形成手段により、前記配線パターンを形成する領域に、前記配線の本数と同数以上の点と、隣り合う該点を接続する枝とで構成される仮想領域を形成する配線領域形成工程と、
経路形成手段により、前記各点の中から基準となる２つの点を選択し、該基準となる点の一方側から他方側へかけて複数の経路を形成し、該基準となる点を除く他の前記点を前記複数の経路のいずれかに位置させる経路形成工程と、
番号および方向付与手段により、前記各経路が通過する前記各点に、前記一方側の点から前記他方側の点へかけて異なる増大する番号を付し、更に、前記各枝に、前記点に付した番号の小さい側から大きい側へ向けて方向を付する番号および方向付与工程と、
予備配線付与手段により、前記各枝に付した方向が、前記各点の入側から出側へかけて順方向となる領域へ向け、前記各点をそれぞれ通過する予備配線を形成する予備配線付与工程と、
配線位置決定手段により、前記予備配線同士を、延線を行う前記各点の番号を区間に含む前記各枝を通過させるという配線規則によって、交差させることなく前記予備配線の両側を前記対となるピンまで延ばし、これを前記配線とする配線位置決定工程とを有する。

本発明に係る基板の配線位置決定方法において、前記経路形成工程と前記番号および方向付与工程の代わりに、シンクソース非形成手段により、前記各点の中から基準となる２つの点を選択して番号１と番号ｎをそれぞれ付し、該基準となる点を除く他の前記各点に番号２から番号ｎ−１を順次付すに際し、該各点に付した番号の小さい側から大きい側へ向けて前記各枝に付す方向が、該各点に対して入る方向と出る方向の双方を備えるように、前記他の各点に番号を付すシンクソース非形成工程を行った後、前記予備配線付与工程と前記配線位置決定工程を順次行うことが好ましい。
本発明に係る基板の配線位置決定方法において、前記配線位置決定工程で得られた前記各配線のうちいずれか１または２以上を変更する際には、前記経路形成工程で前記経路を変更し、前記番号および方向付与工程、前記予備配線付与工程、および前記配線位置決定工程を順次行うことが好ましい。
本発明に係る基板の配線位置決定方法において、前記配線位置決定工程で得られた前記各配線のうちいずれか１または２以上を変更する際には、前記配線領域形成工程で前記点の個数を前記対となるピンの組数よりも多く設定し、該対となるピンの接続に使用する前記点を変更することが好ましい。

請求項１〜４記載の基板の配線位置決定方法は、配線パターンを形成する領域にポテンシャルグラフを作成できる。これにより、複数の配線同士が交差しない配線パターンを、一括処理で作成できる。
また、配線領域形成工程で複数の点と、この隣り合う点を接続する枝とで構成される仮想領域を形成するので、配線パターンを形成する領域をグラフでシミュレーションすることができ、従来と比較して使用するデータ量を削減できる。
そして、番号および方向付与工程で点に番号を付すので、各点をポテンシャルで制御でき、配線の制御と間隔規則の遵守を高速に指摘できる。
これにより、配線図形を使用せずに配線設計と配線評価が可能であり、しかも従来よりも設計の自由度を増すことができる。

特に、請求項２記載の基板の配線位置決定方法は、経路形成工程と番号および方向付与工程の代わりに、基準となる点を除く他の各点に対して入る方向と出る方向の双方を備えるようにこの各点に番号を付すシンクソース非形成工程を行うので、各枝に付した方向が各点の入側から出側へかけて順方向となる領域を、各点ごとに２つずつ形成できる。これにより、配線図形を使用せずに配線設計と配線評価が可能であり、しかも従来よりも設計の自由度を増すことができる。
また、請求項３記載の基板の配線位置決定方法は、配線位置決定工程で得られた配線を変更する際に、経路を変更すればよいので、大幅な設計変更を行うことなく、簡単な操作で配線パターンを変更できる。
そして、請求項４記載の基板の配線位置決定方法は、配線位置決定工程で得られた配線を変更する際に、点の個数を対となるピンの組数よりも多く設定し、対となるピンの接続に使用する点を変更すればよいので、大幅な設計変更を行うことなく、簡単な操作で配線パターンを変更できる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る基板の配線位置決定方法の配線領域形成工程での配線平面のシミュレーションの説明図、図２は同基板の配線位置決定方法の経路形成工程でのパス被覆の説明図、図３は同基板の配線位置決定方法の番号および方向付与工程でのパスの単調ポテンシャルを示す説明図、図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同基板の配線位置決定方法の番号および方向付与工程での他のパスの単調ポテンシャルを示す説明図、図５は同基板の配線位置決定方法のシンクソース非形成工程の規則に従わなかった場合の説明図、図６は同基板の配線位置決定方法の予備配線付与工程での各点の時計回り順面、反時計回り順面、および非順面の説明図、図７は同基板の配線位置決定方法の予備配線付与工程での点から予備配線を引き出す規則の説明図、図８は同基板の配線位置決定方法の配線位置決定工程での配線規則の説明図、図９は同基板の配線位置決定方法を使用して決定した配線パターンの説明図、図１０は同基板の配線位置決定方法を使用して決定した他の配線パターンの説明図である。

図１〜図１０に示すように、本発明の一実施の形態に係る基板の配線位置決定方法は、対となるピンａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄ、ｅ−ｅ、ｆ−ｆ、ｇ−ｇ、およびｈ−ｈ（以下、単にａ〜ｈと記載する）をそれぞれ接続する複数の配線Ｌａ〜Ｌｈで構成される配線パターン１０を図示しない基板（例えば、半導体装置）に形成するための方法であり、配線Ｌａ〜Ｌｈを直接に扱うことなく、平面上に配置された多数のピンａ〜ｈを、ポテンシャル分布で表し制御する方法である。なお、本実施の形態においては、基板の配線位置決定方法を、基板の配線位置決定装置（以下、単に決定装置ともいう）を使用して実施する。この決定装置は、配線領域形成手段、経路作成手段、番号および方向付与手段、シンクソース非形成手段、予備配線付与手段、配線位置決定手段、および記憶手段を有しており、この各手段は、例えば、コンピュータに搭載されたプログラムによって構成されている。なお、この決定装置は、配線を行う装置（図示しない）の制御装置とも接続可能となっており、作業者が操作する入力手段（例えば、キーボードおよびマウス）を使用して入力した条件に基づき、制御可能な構成となっている。

まず、配線領域形成手段により、図１に示すように、過配線を制御したい領域にある対となるピンａ〜ｈを入力し、記憶手段に記憶させる。なお、ここで各ピンに付された同じ記号ａ〜ｈは、そのピン同士を配線Ｌａ〜Ｌｈで接続することを意味している。ここで、配線Ｌａ〜Ｌｈで接続する対となるピンａ〜ｈの間、即ち配線パターン１０を形成する領域に、配線位置を決定するための仮想領域１１を入力し、これを記憶手段に記憶させる。
この仮想領域１１は、配線の本数（ここでは８本）と同数以上（対となるピンの組数以上：ここでは９個）の点Ｐ１〜Ｐ９と、この点Ｐ１〜Ｐ９のうち隣り合う点を接続する枝Ｂ１〜Ｂ１２とで構成されるものである。
この各枝Ｂ１〜Ｂ１２のなす角は９０度となって、仮想領域１１が格子状となっているが、仮想領域は、例えば、一部が上下方向または左右方向に突出した形状でもよい。また、各枝は、上下方向と水平方向に隣り合う点を接続しているが、斜め方向に隣り合う点を接続してもよい。このとき、接続する枝同士を交差させない。そして、各点は、上下方向と左右方向にそれぞれ同じ間隔をあけて整列させているが、そのいずれか一方または双方の間隔を変えてもよい。
これにより、配線パターン１０の形成領域に仮想領域１１を形成できる（以上、配線領域形成工程）。

次に、経路形成手段により、図２に示すように、複数の点Ｐ１〜Ｐ９の中から基準となる２つの点、即ち始点（一方側の点：ソース）Ｐ１と終点（他方側の点：シンク）Ｐ９を選択し、これを記憶手段に記憶させる。ここで、始点Ｐ１を左上とし、終点Ｐ９を右下としているが、始点と終点の位置はこれに限定されるものではなく、仮想領域の外周に位置する点（例えば、点Ｐ２〜Ｐ４、点Ｐ６〜Ｐ８）であれば、いずれの点でもよい。
そして、始点Ｐ１から終点Ｐ９へかけて、複数のパス（経路の一例）Ｌ１〜Ｌ３を形成する。このパスの形成に際しては、基準となる点Ｐ１、Ｐ９を除く他の点Ｐ２〜Ｐ８を、複数のパスＬ１〜Ｌ３のいずれかに位置させる（即ち、パス被覆ともいう）ようにし、しかも一つのパスで同じ点を通過しないようにする。なお、パスの本数は、３本としているが、１本でもよく、また２本でもよく、更には４本以上としてもよい。
これにより、パスＬ１〜Ｌ３の集合が作成される（以上、経路形成工程）。

そして、番号および方向付与手段により、図３に示すように、パスＬ２が通過する各点Ｐ１〜Ｐ３、Ｐ６、およびＰ９、パスＬ３が通過する各点Ｐ１、Ｐ４、およびＰ７〜Ｐ９、パスＬ１が通過する各点Ｐ１、Ｐ４〜Ｐ６、およびＰ９に、始点Ｐ１から終点Ｐ９へかけて異なる増大する番号を付し、これを各点のポテンシャル（単調増加ポテンシャル、即ち単調ポテンシャルともいう）として、記憶手段に記憶させる。
具体的には、始点Ｐ１は最初の点であるため番号「１」を付し、終点Ｐ９は最終の点であるため番号「９」を付す。続いて、仮想領域１１の中央を通過するパスＬ１について、始点Ｐ１の下方に位置する点Ｐ４に「２」を付し、仮想領域の中央の点Ｐ５に「３」を付す。次に、その右側に位置する点Ｐ６に番号を付す場合、ここで「４」を付すと、パスＬ２が通過する点Ｐ２、Ｐ３に、この番号より小さい番号を付すことができなくなるので、「８」を付す。

同様の方法で、他のパスＬ２が通過する点Ｐ２、Ｐ３、パスＬ３が通過する点Ｐ７、Ｐ８についても番号を付す。このように、各パスＬ１〜Ｌ３が通過する点Ｐ２〜Ｐ８に番号を付す場合、仮想領域１１の始点Ｐ１側から終点Ｐ９側へかけて、番号が大きくなるように付すことが好ましい。
これにより、各点Ｐ１〜Ｐ９のポテンシャルを決定し、これを記憶手段に記憶させる。
そして、各枝Ｂ１〜Ｂ１２に、各点Ｐ１〜Ｐ９に付した番号の小さい側から大きい側へ向けて方向を付し、更に始点Ｐ１に入る枝Ｂ１３と終点Ｐ９から出る枝Ｂ１４を追加して、記憶手段に記憶させる。
これにより、ポテンシャルグラフが得られる。

なお、ポテンシャルグラフは、このグラフに限定されるものではなく、以下の要件により変更できる。
（i）基準となる始点と終点を変更する。
（ii）現状のパスを変えることなく、各点に付した番号を入れ換える。
（iii）パスの本数を変更する。
（iv）（i）〜（iii）のいずれか１または２以上を組み合わせる。
ここで、前記した（ii）の具体例としては、図４（Ａ）に示すポテンシャルグラフがある。これは、仮想領域１１の中央部の点Ｐ５と、左下の点Ｐ７の番号を入れ換えている。
また前記した（iv）の具体例としては、図４（Ｂ）に示すポテンシャルグラフがある。これは、終点を点Ｐ９からその上の点Ｐ６へ変更し、パスの本数をＬ４、Ｌ５の２本としている（以上、番号および方向付与工程）。

なお、上記したポテンシャルグラフを得るため、経路形成手段と番号および方向付与手段を使用することなく、シンクソース非形成手段を使用することもできる。
このシンクソース非形成手段は、複数の点Ｐ１〜Ｐ９の中から基準となる２つの点、即ち始点（一方側の点：ソース）Ｐ１と終点（他方側の点：シンク）Ｐ６を選択し、この始点Ｐ１に番号「１」を付し、終点Ｐ６に番号「９（即ち、ｎに対応）」を付して、これを記憶手段に記憶させる。
次に、この基準となる点Ｐ１、Ｐ６を除く他の各点Ｐ２〜Ｐ５、Ｐ７〜Ｐ９に、番号２から番号８（即ち、ｎ−１に対応）を順次付すに際し、各点Ｐ２〜Ｐ５、Ｐ７〜Ｐ９に付した番号２〜８の小さい側から大きい側へ向けて各枝Ｂ１〜Ｂ１２に付す方向が、各点Ｐ２〜Ｐ５、Ｐ７〜Ｐ９に対して入る方向と出る方向の双方となるように、各点Ｐ２〜Ｐ５、Ｐ７〜Ｐ９に番号２〜８を付して、これを記憶手段に記憶させる。これにより、前記した図４（Ｂ）のポテンシャルグラフが得られる。

この条件を満足するように、各点Ｐ２〜Ｐ５、Ｐ７〜Ｐ９に番号２〜８を付さなければ、図５に示すように、付される方向が出る方向のみとなる点Ｐ９と、入る方向のみとなる点Ｐ４が形成される。これは、始点Ｐ１以外に、始点となる点Ｐ９が新たに形成され、また終点Ｐ６以外に、終点となる点Ｐ４が新たに形成されることを意味する。
この場合、各枝に付した方向が、各点の入側から出側へかけて順方向となるように、二つの枝の向きが揃ったパスを共有する面（辺部）、即ち順面が二つでない点（順面が０、１、または３以上存在する点）、具体的にはＰ４（順面数：０）とＰ５（順面数：４）が必ず発生し、同時に、どのように前記した経路形成工程を実行しても、各パスが通過する各点に付した番号が、単調に増加しないことになる。
そこで、各枝Ｂ１〜Ｂ１２に付す方向が、各点Ｐ２〜Ｐ５、Ｐ７〜Ｐ９に対して入る方向と出る方向の双方となるように、各点Ｐ２〜Ｐ５、Ｐ７〜Ｐ９に番号２〜８を付す（以上、シンクソース非形成工程）。

次に、予備配線付与手段により、図６に示す規則に基づき、図７に示すように、各点をそれぞれ通過する予備配線を形成し、これを記憶手段に記憶させる。
図６に示すように、図３に示すポテンシャルグラフの各点Ｐ１〜Ｐ９には、各枝Ｂ１〜Ｂ１４に付した方向が、各点Ｐ１〜Ｐ９の入側から出側へかけて順方向となるように、二つの枝の向きが揃ったパスを共有する順面が二つ存在する。そこで、各点Ｐ１〜Ｐ９の側方で、枝Ｂ１〜Ｂ１４の向きが揃った領域の枝の向きを、時計回りまたは反時計回りで示す。
次に、各点Ｐ１〜Ｐ９から出る予備配線は、上記した二つの順面に限るという配線規則を設定することで、図７に示すように、枝の向きが揃った領域へ向け、各点Ｐ１〜Ｐ９からそのポテンシャルを示す配線を両側に一意に延伸できる。
これにより、各点Ｐ１〜Ｐ９をそれぞれ通過する予備配線を形成できる（以上、予備配線付与工程）。

更に、配線位置決定手段により、図８に示すように、各内面から外面に形成する配線は、延線を行う点の値を区間に含む枝を通過させるという配線規則を設けることにより、配線パターン１０を構成する各配線Ｌａ〜Ｌｈが一意に決まるので、この配線Ｌａ〜Ｌｈを記憶手段に記憶させる。
具体的には、点Ｐ５の番号は「３」であるため、この番号を間に含む点Ｐ１（番号「１」）と点Ｐ２（番号「４」）の間の枝Ｂ１と、Ｐ４（番号「２」）と点Ｐ７（番号「５」）の間の枝Ｂ８を通過させるように、点Ｐ５の配線を決定する（他の点も同様）。
これにより、予備配線同士を交差させることなく、予備配線の両側を対となるピンａ−ａ、ｂ−ｂ、ｃ−ｃ、ｄ−ｄ、ｅ−ｅ、ｆ−ｆ、ｇ−ｇ、およびｈ−ｈまで延ばすことで、図９に示すポテンシャルグラフが構成される。なお、点ａ〜ｈは、番号「１」〜「７」、および「９」に、それぞれ対応させている。
このようにして作成したポテンシャルグラフが、配線パターン１０と同等となるため、ポテンシャルグラフを配線データとして使用できる。なお、前記した各工程の操作は、平面画像としてディスプレイ上に現れる画像を確認しながら行う（以上、配線位置決定工程）。

ここで、配線位置決定工程で得られた各配線のうちいずれか１または２以上を変更する際には、前記した番号および方向付与工程で示したように、ポテンシャルグラフの形成条件を満足するように変更し、これを記憶手段に記憶させる。
具体的には、番号および方向付与工程で各点に付した番号、即ち図９に示す番号「３」と番号「５」を入れ換え、枝に付した方向を付与し直した後、前記した予備配線付与工程と配線位置決定工程を順次行う。これにより、図１０に示す配線パターン１２を形成できる。
また、前記した経路形成工程で経路を変更し、更に、前記した番号および方向付与工程、前記した予備配線付与工程、および前記配線位置決定工程を順次行う。
そして、配線領域形成工程で点の個数を対となるピンの組数よりも多く設定し（ここでは１個多く）、対となるピンの接続に使用する点を変更する。
以上の方法により、基板を製造でき、更には、従来のように、実際に配線することなく配線評価ができる。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部または全部を組合せて本発明の基板の配線位置決定方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、基板の配線位置決定方法を、配線位置を初めから決定した場合について説明したが、例えば、予め作成した基板の配線位置を変更する場合についても、勿論適用できる。

本発明の一実施の形態に係る基板の配線位置決定方法の配線領域形成工程での配線平面のシミュレーションの説明図である。同基板の配線位置決定方法の経路形成工程でのパス被覆の説明図である。同基板の配線位置決定方法の番号および方向付与工程でのパスの単調ポテンシャルを示す説明図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同基板の配線位置決定方法の番号および方向付与工程での他のパスの単調ポテンシャルを示す説明図である。同基板の配線位置決定方法のシンクソース非形成工程の規則に従わなかった場合の説明図である。同基板の配線位置決定方法の予備配線付与工程での各点の時計回り順面、反時計回り順面、および非順面の説明図である。同基板の配線位置決定方法の予備配線付与工程での点から予備配線を引き出す規則の説明図である。同基板の配線位置決定方法の配線位置決定工程での配線規則の説明図である。同基板の配線位置決定方法を使用して決定した配線パターンの説明図である。同基板の配線位置決定方法を使用して決定した他の配線パターンの説明図である。従来例に係る直接描画方式の説明図である。従来例に係るグリッド方式の説明図である。従来例に係る細分方式の説明図である。混雑情報を使って配線修正を簡略化する方法の説明図である。

１０：配線パターン、１１：仮想領域、１２：配線パターン

Claims

対となるピンを接続する複数の配線で構成される配線パターンを基板に形成するための基板の配線位置決定方法において、
配線領域形成手段により、前記配線パターンを形成する領域に、前記配線の本数と同数以上の点と、隣り合う該点を接続する枝とで構成される仮想領域を形成する配線領域形成工程と、
経路形成手段により、前記各点の中から基準となる２つの点を選択し、該基準となる点の一方側から他方側へかけて複数の経路を形成し、該基準となる点を除く他の前記点を前記複数の経路のいずれかに位置させる経路形成工程と、
番号および方向付与手段により、前記各経路が通過する前記各点に、前記一方側の点から前記他方側の点へかけて異なる増大する番号を付し、更に、前記各枝に、前記点に付した番号の小さい側から大きい側へ向けて方向を付する番号および方向付与工程と、
予備配線付与手段により、前記各枝に付した方向が、前記各点の入側から出側へかけて順方向となる領域へ向け、前記各点をそれぞれ通過する予備配線を形成する予備配線付与工程と、
配線位置決定手段により、前記予備配線同士を、延線を行う前記各点の番号を区間に含む前記各枝を通過させるという配線規則によって、交差させることなく前記予備配線の両側を前記対となるピンまで延ばし、これを前記配線とする配線位置決定工程とを有することを特徴とする基板の配線位置決定方法。
請求項１記載の基板の配線位置決定方法において、前記経路形成工程と前記番号および方向付与工程の代わりに、シンクソース非形成手段により、前記各点の中から基準となる２つの点を選択して番号１と番号ｎをそれぞれ付し、該基準となる点を除く他の前記各点に番号２から番号ｎ−１を順次付すに際し、該各点に付した番号の小さい側から大きい側へ向けて前記各枝に付す方向が、該各点に対して入る方向と出る方向の双方を備えるように、前記他の各点に番号を付すシンクソース非形成工程を行った後、前記予備配線付与工程と前記配線位置決定工程を順次行うことを特徴とする基板の配線位置決定方法。
請求項１記載の基板の配線位置決定方法において、前記配線位置決定工程で得られた前記各配線のうちいずれか１または２以上を変更する際には、前記経路形成工程で前記経路を変更し、前記番号および方向付与工程、前記予備配線付与工程、および前記配線位置決定工程を順次行うことを特徴とする基板の配線位置決定方法。
請求項１および２のいずれか１項に記載の基板の配線位置決定方法において、前記配線位置決定工程で得られた前記各配線のうちいずれか１または２以上を変更する際には、前記配線領域形成工程で前記点の個数を前記対となるピンの組数よりも多く設定し、該対となるピンの接続に使用する前記点を変更することを特徴とする基板の配線位置決定方法。