JP5625921B2 - Circuit design support program, circuit design support method, and circuit design support apparatus - Google Patents
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本発明は回路設計支援プログラム、回路設計支援方法および回路設計支援装置に関する。 The present invention relates to a circuit design support program, a circuit design support method, and a circuit design support apparatus.
部品を搭載する前の基板に対して、部品の搭載位置や穴開け位置を決定したり、基板に反りが発生しないかを検討したりする際に、配線パターンをプリントした基板の特性を等価な物性値に換算して有限要素法にてシミュレーションする技術が知られている。例えば、物性値として熱膨張率を考慮する場合には、基板の膨張する領域と膨張しない領域を踏まえて、部品の搭載位置を決定する技術が知られている。 When deciding the mounting position and drilling position of a component, and examining whether the substrate will be warped, the characteristics of the printed circuit board are equivalent. There is known a technique of converting into a physical property value and performing a simulation by a finite element method. For example, when the coefficient of thermal expansion is considered as a physical property value, a technique for determining a mounting position of a component based on a region where the substrate expands and a region where the substrate does not expand is known.
基板の膨張する領域と膨張しない領域は、例えば基板の銅配線の配置状態から各領域に存在する銅の割合を算出することにより特定する方法が知られている。また、各層の平面内の銅配線の配線方向を考慮することにより特定する方法が知られている。 For example, a method is known in which the region where the substrate expands and the region where the substrate does not expand are identified by calculating the ratio of copper present in each region from the arrangement of copper wirings on the substrate. In addition, a method is known in which the wiring direction of the copper wiring in the plane of each layer is considered in consideration.
精度の高い等価物性値を算出するには、有限要素解析等、計算量が膨大なシミュレーションを実行することになる。これに対し、例えば上記特許文献1では、予め配線パターンを登録し、登録した配線パターンに対する物性等価値を算出することで、計算コストの削減を図っている。
In order to calculate an equivalent physical property value with high accuracy, a simulation with a large amount of calculation such as finite element analysis is executed. On the other hand, for example, in
しかしながら、この方法では登録した配線パターンに一致するものが存在しない場合は別途シミュレーションを実行しているため、シミュレーションに時間がかかると言う問題があった。 However, this method has a problem that it takes time for the simulation because a simulation is separately performed when there is no match with the registered wiring pattern.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、等価物性値を少ない計算量で算出する回路設計支援プログラム、回路設計支援方法および回路設計支援装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a circuit design support program, a circuit design support method, and a circuit design support device that calculate an equivalent property value with a small amount of calculation.
上記目的を達成するために、開示の回路設計支援プログラムが提供される。このプログラムは、コンピュータに以下の処理を実行させる。
処理対象の基板モデルを複数のセルに分割する。基板モデルの平面上の少なくとも一つの方向に対して各セルに設けられる配線が基板モデルにもたらす影響を示す指標を、各セルに占める配線の割合と、前述した方向へのセルの配線の連続性を示すパラメータとに基づいて算出する。算出された指標に基づいて、配線の等価物性値を算出する。算出された等価物性値を表示装置に出力する。
In order to achieve the above object, a disclosed circuit design support program is provided. This program causes a computer to execute the following processing.
A substrate model to be processed is divided into a plurality of cells. An indicator of the effect that the wiring provided in each cell has on the board model in at least one direction on the plane of the board model is the ratio of the wiring occupying each cell and the continuity of the wiring of the cell in the aforementioned direction. It is calculated based on the parameter indicating An equivalent physical property value of the wiring is calculated based on the calculated index. The calculated equivalent property value is output to the display device.
配線パターンの影響を考慮したプリント基板有限要素法シミュレーションを高速に行うことができる。 The printed circuit board finite element method simulation considering the influence of the wiring pattern can be performed at high speed.
以下、実施の形態の回路設計支援装置を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、実施の形態の回路設計支援装置について説明し、その後、実施の形態をより具体的に説明する。
Hereinafter, a circuit design support apparatus according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
First, the circuit design support apparatus according to the embodiment will be described, and then the embodiment will be described more specifically.
<第1の実施の形態>
図1は、第1の実施の形態の回路設計支援装置を示す図である。
第1の実施の形態の回路設計支援装置(コンピュータ)1は、基板モデル情報格納部1aと、配線情報格納部1bと、分割部1cと、指標算出部1dと、等価物性値算出部1eと、出力部1fとを有している。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a circuit design support apparatus according to the first embodiment.
The circuit design support apparatus (computer) 1 according to the first embodiment includes a board model
基板モデル情報格納部1aには、等価物性値を算出する対象の基板モデルが格納されている。この基板モデルは、単層基板であっても多層基板であってもよい。図1に示す基板モデル2は多層基板であり、図1にはそのうちの一層を示している。
The substrate model
配線情報格納部1bには、基板モデル2に行う配線の情報が格納されている。図1では、基板モデル2の一層上に行った配線3を示している。なお、図1では基板モデル情報格納部1aおよび配線情報格納部1bを回路設計支援装置1内に設けた。しかし、基板モデル情報格納部1aおよび配線情報格納部1bのいずれか一方または両方が回路設計支援装置1外に設けられていてもよい。
In the wiring
分割部1cは、基板モデル2を複数のセルに分割する。図1では、基板モデル2を6つに分割したセル4a〜4fを点線で示している。ここで、セル4a〜4fの辺の長さは配線3の幅(ペン幅)に基づいて決定するのが好ましい。例えば、セル4a〜4fの辺の長さを配線3のペン幅の若干小さい値(例えば90%)とすることができる。90%とすることで、処理の速度と、解析精度とのバランスを図ることができる。
The dividing
以下、説明の便宜上、互いに直交するX軸およびY軸を規定する。X軸は、図1中基板モデル2の左右方向の辺に平行に設けられ、Y軸は、基板モデル2の上下方向の辺に平行に設けられているものとする。
Hereinafter, for convenience of explanation, an X axis and a Y axis that are orthogonal to each other are defined. It is assumed that the X axis is provided in parallel with the horizontal side of the
指標算出部1dは、基板モデル2の平面上のX軸方向およびY軸方向に対してセル4a〜4fに設けられる配線3が基板モデル2にもたらす影響を示す指標を算出する。具体的には、指標算出部1dは、セル4a〜4fそれぞれに占める配線3の割合(以下、「配線残存率」と言う)と、X軸方向およびY軸方向へのセルの配線の連続性を示すパラメータとに基づいて指標を算出する。ここで、配線残存率は、例えば、セル4a〜4fの各頂点に存在する配線3の有無に基づいて決定することができる。例えば、0個の場合、割合を0とする。1個の場合、割合0.25とする。2個の場合、割合を0.5とする。3個の場合、割合を0.75とする。4個の場合、割合を1.0とする。なお、各頂点における配線の有無を配線残存率とすることで、指標算出部1dは、簡易に配線残存率を算出することができる。図1には、各セルの配線残存率を示すテーブルTを図示している。テーブルの#4aは、セル4aに対応している。同様に、テーブルの#4b、#4c、#4d、#4e、#4fは、それぞれセル4b、4c、4d、4e、4fに対応している。
The
セル4aの頂点P1、P2、P5、P6にはそれぞれ配線3が存在している。このため、セル4aの割合を1.0(100%)とする。また、セル4bの頂点P2、P6にはそれぞれ配線3が存在しており、頂点P3、P7にはそれぞれ配線3が存在していない。このため、セル4bの割合を0.5(50%)とする。セル4c〜4fについてもセル4a、4bと同様の方法で割合を求めることができる。
A wiring 3 exists at each of the vertices P1, P2, P5, and P6 of the
また、前述した方向へのセルの配線の連続性を示すパラメータは、例えば隣接するセルの各頂点の配線の有無に基づいて求めることができる。
そして、指標算出部1dは、セル4a〜4fそれぞれのX軸方向に平行な辺により結ばれる頂点に存在する配線の数に応じた第1のパラメータを決定する。X軸方向に平行な辺により結ばれる頂点に存在する配線の数が0個の場合、第1のパラメータを0に決定する。1個の場合、第1のパラメータを50に決定する。2個の場合、第1のパラメータを100に決定する。指標算出部1dは、1つのセルが有するX軸方向に平行な2辺について、上記第1のパラメータをそれぞれ算出する。そして、指標算出部1dは、求めた第1のパラメータのうち、いずれか大きい方を、セルのX軸方向の連続性を示すパラメータ(以下、Xパラメータと言う)に決定する。なお、頂点に存在する配線の数に基づいて、連続性を示すパラメータを算出することで、指標算出部1dは、簡易に連続性を示すパラメータを算出することができる。
The parameter indicating the continuity of the cell wiring in the above-described direction can be obtained based on the presence / absence of the wiring at each vertex of the adjacent cell, for example.
Then, the
例えば、セル4aの下辺により結ばれる頂点P1、P2にはいずれも配線3が存在するため、頂点P1、P2についての第1のパラメータを100とする。セル4aの上辺により結ばれる頂点P5、P6にはいずれも配線3が存在するため、頂点P5、P6についての第1のパラメータを100に決定する。指標算出部1dは、求めた第1のパラメータはいずれも100であるため100を、セル4aのXパラメータに決定する。
For example, since the wiring 3 exists at both the vertices P1 and P2 connected by the lower side of the
また、他の例として、セル4bの下辺により結ばれる頂点P2には配線3が存在し、頂点P3には配線3が存在しないため、頂点P2、P3についての第1のパラメータを50に決定する。セル4aの上辺により結ばれる頂点P6、P7のうち、頂点P6には配線3が存在し、頂点P7には配線3が存在しないため、頂点P6、P7についての第1のパラメータを50に決定する。指標算出部1dは、求めた第1のパラメータはいずれも50であるため、50を、セル4bのXパラメータに決定する。セル4c〜4fについてもセル4a、4bと同様の方法でXパラメータを求めることができる。
As another example, since the wiring 3 exists at the vertex P2 connected by the lower side of the
また、指標算出部1dは、各セルのY軸方向に平行な辺により結ばれる頂点に存在する配線の数が0個の場合、第2のパラメータを0に決定する。1個の場合、第2のパラメータを50に決定する。2個の場合、第2のパラメータを100に決定する。指標算出部1dは、1つのセルが有するY軸方向に平行な2辺について、上記第2のパラメータをそれぞれ算出する。そして、指標算出部1dは、求めた2つの第2のパラメータのうち、いずれか大きい方を、セルのY軸方向の連続性を示すパラメータ(以下、Yパラメータと言う)に決定する。
Further, the
例えば、各セル4aの左辺により結ばれる頂点P1、P5にはいずれも配線3が存在するため、頂点P1、P5についての第2のパラメータを100に決定する。セル4aの右辺により結ばれる頂点P2、P6にはいずれも配線3が存在するため、頂点P2、P6についての第2のパラメータを100に決定する。指標算出部1dは、求めた第2のパラメータは、いずれも100であるため、100を、セル4aのYパラメータに決定する。
For example, since the wiring 3 exists at each of the vertices P1 and P5 connected by the left side of each
また、他の例として、セル4bの左辺により結ばれる頂点P2、P6にはいずれも配線3が存在するため、頂点P2、P6についての第2のパラメータを100に決定する。セル4bの右辺により結ばれる頂点P3、P7にはいずれも配線3が存在しないため、頂点P3、P7についての第2のパラメータを0に決定する。指標算出部1dは、求めた2つの第2のパラメータのうち、大きな100を、セル4bのYパラメータに決定する。セル4c〜4fについてもセル4a、4bと同様の方法でYパラメータを求めることができる。図1には、セル4a〜4fについてそれぞれ求めた配線残存率、XパラメータおよびYパラメータを図示している。指標算出部1dは、配線残存率、XパラメータおよびYパラメータを用いて、X軸方向およびY軸方向それぞれについて配線3が基板モデル2にもたらす影響を示す指標を算出する。なお、この指標の算出方法については、第2の実施の形態にて詳述する。
As another example, since the wiring 3 exists at the vertices P2 and P6 connected by the left side of the
等価物性値算出部1eは、指標算出部1dにより算出された指標に基づいて、配線の等価物性値を算出する。なお、等価物性値の算出方法については、第2の実施の形態にて一例を挙げる。
The equivalent property
出力部1fは、算出された等価物性値を、表示装置5に出力する。また、出力部1fは、指標算出部1dにより算出された指標を表示装置5に出力するようにしてもよい。
この回路設計支援装置1によれば、指標算出部1dが、配線残存率、XパラメータおよびYパラメータを用いて、X軸方向およびY軸方向それぞれについて配線3が基板モデル2にもたらす影響を示す指標を算出するようにした。そして、等価物性値算出部1eが、指標算出部1dにより算出された指標に基づいて、配線の等価物性値を算出するようにした。従って、データベースに予め配線パターンに合致するパターンを用意しておく等の処理を行わずに等価物性値を算出することができる。また、X軸方向およびY軸方向へのセルの配線の連続性を示すXパラメータおよびYパラメータを用いて、配線の等価物性値を算出するようにした。従って、シミュレーションの精度を高めることができる。また、セル4a〜4fの等価物性値を、直接有限解析法等を行って算出する場合に比べ、配線方向の影響を考慮した等価物性値の算出を迅速に行うことができる。
The
According to this circuit
なお、分割部1c、指標算出部1d、等価物性値算出部1eおよび出力部1fは、回路設計支援装置1が有するCPU(Central Processing Unit)が備える機能により実現することができる。また、基板モデル情報格納部1aおよび配線情報格納部1bは、回路設計支援装置1が有するRAM(Random Access Memory)やハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)等が備えるデータ記憶領域により実現することができる。
The dividing
以下、実施の形態をより具体的に説明する。
<第2の実施の形態>
図2は、第2の実施の形態の回路設計支援装置のハードウェアの一構成例を示す図である。
Hereinafter, the embodiment will be described more specifically.
<Second Embodiment>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of hardware of the circuit design support device according to the second embodiment.
回路設計支援装置10は、CPU101によって装置全体が制御されている。CPU101には、バス108を介してRAM102と複数の周辺機器が接続されている。
RAM102は、回路設計支援装置10の主記憶装置として使用される。RAM102には、CPU101に実行させるOS(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM102には、CPU101による処理に使用する各種データが格納される。
The entire circuit design support apparatus 10 is controlled by the
The
バス108に接続されている周辺機器としては、ハードディスクドライブ103、グラフィック処理装置104、入力インタフェース105、ドライブ装置106、および通信インタフェース107がある。
Peripheral devices connected to the
ハードディスクドライブ103は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込みおよび読み出しを行う。ハードディスクドライブ103は、回路設計支援装置10の二次記憶装置として使用される。ハードディスクドライブ103には、OSのプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、二次記憶装置としては、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置を使用することもできる。
The
グラフィック処理装置104には、モニタ104aが接続されている。グラフィック処理装置104は、CPU101からの命令に従って、画像をモニタ104aの画面に表示させる。モニタ104aとしては、CRT(Cathode Ray Tube)を用いた液晶表示装置等が挙げられる。
A
入力インタフェース105には、キーボード105aとマウス105bとが接続されている。入力インタフェース105は、キーボード105aやマウス105bから送られてくる信号をCPU101に送信する。なお、マウス105bは、ポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボール等が挙げられる。
A keyboard 105 a and a mouse 105 b are connected to the
ドライブ装置106は、例えば、光の反射によって読み取り可能なようにデータが記録された光ディスクや、USB(Universal Serial Bus)メモリ等の持ち運び可能な記録媒体に記録されたデータの読み取りを行う。例えば、ドライブ装置106が光学ドライブ装置である場合、レーザ光等を利用して、光ディスク200に記録されたデータの読み取りを行う。光ディスク200には、Blu−ray(登録商標)、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)等が挙げられる。
The
通信インタフェース107は、ネットワーク50に接続されている。通信インタフェース107は、ネットワーク50を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。
The
以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
このようなハードウェア構成の回路設計支援装置10内には、以下のような機能が設けられる。
With the hardware configuration as described above, the processing functions of the present embodiment can be realized.
The following functions are provided in the circuit design support apparatus 10 having such a hardware configuration.
図3は、第2の実施の形態の回路設計支援装置の機能を示すブロック図である。
ガーバーデータ格納部20には、設計対象の基板モデルが備える各層の配線の配置箇所を示すガーバーデータが格納されている。なお、図3では、ガーバーデータ格納部20が回路設計支援装置10の外部に設けられている場合を示しているが、回路設計支援装置10がガーバーデータ格納部20を有する構成としてもよい。
FIG. 3 is a block diagram illustrating functions of the circuit design support apparatus according to the second embodiment.
The gerber
回路設計支援装置10は、解析対象の基板モデルの熱歪み解析を実施する解析部11を有している。
解析部11は、熱歪み解析にあたり、設計者による解析対象の基板モデルに対する各種条件の入力画面をモニタ104aに表示させる表示部14を有している。
The circuit design support apparatus 10 includes an
The
また、解析部11は、設計者による解析対象の基板モデルに対する各種条件の入力を受け付ける。また、解析部11は、設計者の指示により、ガーバーデータ格納部20に格納されているガーバーデータを読み込む。そして、解析部11は、受け付けた条件に基づいて、残銅率算出部12で基板モデル全体に残っている銅配線の割合(以下、「平均残銅率」と言う)および寄与度を算出する。また、設計者が指定した基板上の特定の領域が存在する場合には、解析部11は、その領域についての平均残銅率および寄与度を算出することもできる。ここで、寄与度は、基板モデルの平面上の少なくとも一つの方向に対して後述する各セルに設けられる配線が基板モデルにもたらす影響を示す指標である。
The
その後、解析部11は、残銅率算出部12が算出した平均残銅率および寄与度に基づいて等価物性値算出部13で等価物性値を算出する。また、解析部11は、残銅率算出部12が算出した平均残銅率および寄与度や、等価物性値算出部13が算出した等価物性値を表示部14でモニタ104aに表示することもできる。
Thereafter, the
その後、解析部11は、算出された等価物性値に基づき熱歪み解析を実施する。以下、解析手順の一例を9個の工程に分けて説明する。なお、各工程は、説明の便宜上設定したものであり、工程の数や、工程の切り分けは、本実施の形態のものに限定されない。また、一部の工程が省略されたり、一部の工程が他の工程に置換されたり、他の工程が追加されたりしてもよい。
Thereafter, the
[工程1] 設計者の操作により、解析部11は複数の電子部品(例えばBGA(Ball Grid Array)等)が搭載された解析対象の基板モデルの外形情報が記憶されたファイルを読み込む。ファイルとしては、例えば、IDFファイル(3次元CADとPCB設計CADのデータを相互互換するために開発された中間ファイル)等が挙げられる。そして、解析部11は、読み込んだファイルの基板モデルの外形をモニタ104aに表示する。また、解析部11は、読み込んだファイルを後述する基板外形情報格納部に格納する。
[Step 1] By the operation of the designer, the
図4は、基板モデルの一例を示す図である。
図4には、モニタ104aに表示された状態の基板モデル30を示している。基板モデル30は、複数のIC(Integrated Circuit)部品モデル31、32、33が搭載されている。以下、説明の便宜上、互いに直交するX軸およびY軸を規定する。X軸は、図4中基板モデル30の一辺に平行に設けられ、Y軸は、基板モデル30の他辺に平行に設けられているものとする。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the substrate model.
FIG. 4 shows the board model 30 displayed on the
[工程2] 設計者が、基板モデル30に搭載されている複数の電子部品の中から評価する部品モデルを指定することにより、解析部11は、評価する部品モデルを特定する。以下、解析部11がIC部品モデル31を特定した場合について説明する。
[Step 2] When the designer designates a component model to be evaluated from among a plurality of electronic components mounted on the board model 30, the
解析部11は、特定したIC部品モデル31のモールドの寸法、チップの寸法、チップ配置(部品中心からのオフセット量)、インターポーザ厚さ、はんだバンプ高さ、はんだバンプ直径、ランド高さ、X軸方向、Y軸方向のはんだバンプの数、はんだバンプのピッチ等の各種パラメータの入力画面をモニタ104aに表示する。そして、解析部11は、設計者の操作による各種パラメータの入力を受け付ける。そして解析部11は、受け付けたパラメータに基づいてIC部品モデル31のメッシュを作成する。また、解析部11は、受け付けたパラメータおよび作成したメッシュを、後述する評価IC領域格納部に格納する。
The
[工程3] 解析部11は、設計者の操作による基板モデル30の形状の選択を受け付ける。
[工程4] 解析部11は、基板モデル30の層構成(何層の基板か)の入力画面をモニタ104aに表示する。そして、解析部11は、設計者の操作による基板モデル30の層構成の入力を受け付ける。また、解析部11は、導体層の材質および樹脂層の材質の入力を受け付ける。また、解析部11は、基板モデル30の表層を導体層とするか否か等の入力を受け付けることもできる。
[Step 3] The
[Step 4] The
[工程5] 解析部11は、基板モデル30の層毎の材料物性値の入力画面をモニタ104aに表示する。そして、解析部11は、設計者の操作による基板モデル30の層毎の材料物性値の入力を受け付ける。
[Step 5] The
図5は、層毎の材料物性値の入力の受け付けを説明する図である。
図5に示すモニタ104aには、基板モデル名:sample1.brdの層毎の材料物性値の入力を受け付けるテーブルT1が表示されている。テーブルT1には、層構成、材料名、DB選択、ヤング率、ポアソン比、熱膨張係数の欄が設けられている。横方向に並べられた情報同士が互いに関連づけられている。
FIG. 5 is a diagram for explaining acceptance of input of material property values for each layer.
The
層構成の欄には、層の構成を識別する情報が設定されている。L1、L2、L3、L4は、各層の導体層を識別する情報である。例えば、L1は、第1層の導体層を示している。また、PP1、PP2、PP3は、各層の樹脂層を識別する情報である。例えば、PP1は、第1層の樹脂層を示している。 In the column of the layer configuration, information for identifying the layer configuration is set. L1, L2, L3, and L4 are information for identifying the conductor layers of each layer. For example, L1 indicates the first conductor layer. PP1, PP2, and PP3 are information for identifying the resin layers of the respective layers. For example, PP1 indicates the first resin layer.
DB選択の欄には、材料名の欄に設定された材料に基づいたヤング率、ポアソン比、熱膨張係数を格納するデータベースを呼び出す選択ボタンB1が配置されている。設計者が選択ボタンB1を押下することにより、解析部11が図示しないデータベースを呼び出し、材料データの選択画面をモニタ104aに表示する。設計者が材料データを選択することにより、解析部11は、材料名、ヤング率、ポアソン比、熱膨張係数をテーブルT1に設定する。なお、設計者は、手入力で材料名、ヤング率、ポアソン比、熱膨張係数を入力することもできる。
In the DB selection column, a selection button B1 for calling a database storing Young's modulus, Poisson's ratio, and thermal expansion coefficient based on the material set in the material name column is arranged. When the designer presses the selection button B1, the
[工程6] 設計者によりモニタ104a右下のボタンB2が押下されると、解析部11は、等価物性値パラメータ入力画面をモニタ104aに表示する。
図6は、等価物性値パラメータ入力画面を説明する図である。
[Step 6] When the designer presses the lower right button B2 of the
FIG. 6 is a diagram for explaining an equivalent property value parameter input screen.
図6に示すモニタ104aには、基板モデル名:sample1.brdの層毎の等価物性値パラメータの入力を受け付けるテーブルT2が表示されている。テーブルT2には、層構成、材料名、厚さ、ガーバー選択、平均残銅率、平均残銅率(部品)の欄が設けられている。横方向に並べられた情報同士が互いに関連づけられている。
The
層構成、材料名の欄には、テーブルT1に設定されている情報と同じ情報が設定されている。
厚さの欄には、設計者により各層の厚さの値が設定される。
In the column of the layer configuration and material name, the same information as that set in the table T1 is set.
In the thickness column, the thickness value of each layer is set by the designer.
ガーバー選択の欄には、材料名の欄に設定された材料に基づいたヤング率、ポアソン比、熱膨張係数を格納するデータベースを呼び出す選択ボタンB3が配置されている。
平均残銅率の欄には、残銅率算出部12が算出した基板モデル30全体の平均残銅率が設定される。
In the Gerber selection column, a selection button B3 for calling a database storing Young's modulus, Poisson's ratio, and thermal expansion coefficient based on the material set in the material name column is arranged.
In the column of the average remaining copper ratio, the average remaining copper ratio of the entire board model 30 calculated by the remaining copper
平均残銅率(部品)の欄には、残銅率算出部12が算出したIC部品モデル31の平均残銅率が設定される。なお、図6では1つの平均残銅率(部品)の欄を設けたが、平均残銅率(部品)の欄は、工程2において選択したIC部品モデルの数に応じて設けられる。
In the column of the average remaining copper ratio (components), the average remaining copper ratio of the
なお、図6に示すように、平均残銅率および平均残銅率(部品)の欄は、当初は空欄である。設計者が選択ボタンB3を押下することにより、解析部11が図3に示すガーバーデータ格納部20を呼び出し、ガーバーデータ選択画面(図示せず)をモニタ104aに表示する。
In addition, as shown in FIG. 6, the column of an average remaining copper ratio and an average remaining copper ratio (components) is initially blank. When the designer presses the selection button B3, the
[工程7] 解析部11が設計者の操作によるガーバーデータの選択を受け付けることにより、残銅率算出部12が起動する。残銅率算出部12は、選択された層全体の平均残銅率および工程2にて受け付けたIC部品モデル31周辺の平均残銅率を算出する。また、残銅率算出部12は、選択された層全体および工程2にて受け付けたIC部品モデル31の銅配線の配線方向を考慮した平均X軸方向寄与度および平均Y軸方向寄与度を算出する。なお、平均残銅率、平均X軸方向寄与度および平均Y軸方向寄与度の算出方法については、後に詳述する。
[Step 7] When the
そして残銅率算出部12は、算出した平均残銅率をテーブルT2の平均残銅率の欄に設定し、算出したIC部品モデル31の平均残銅率を平均残銅率(部品)の欄に設定する。解析部11は、このテーブルT2をモニタ104aに表示する。
And the remaining copper
図7は、残銅率算出部の算出結果を説明する図である。
モニタ104aには、基板層選択タブTB1と、テーブルT3と、ボタンB4とが表示されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating a calculation result of the remaining copper ratio calculation unit.
The
設計者は、基板層選択タブTB1をクリックすることにより、平均残銅率、平均X軸方向寄与度、平均Y軸方向寄与度をモニタ104aに表示させる基板モデル30の層(基板層)を選択することができる。
The designer clicks the board layer selection tab TB1, and selects the board model 30 layer (board layer) that displays the average remaining copper ratio, the average X-axis direction contribution, and the average Y-axis direction contribution on the
解析部11は、設計者の基板層選択タブTB1の選択を受け付けると、選択された基板層の平均残銅率、平均X軸方向寄与度、平均Y軸方向寄与度が記載されたテーブルT3をモニタ104aに表示させる。図7では、設計者が選択した基板層L1の平均残銅率、平均X軸方向寄与度、平均Y軸方向寄与度を示すテーブルT3を示している。テーブルT3には、基板モデル30全体およびIC部品モデル31毎の領域面積、平均残銅率、平均X軸方向寄与度、平均Y軸方向寄与度が設定されている。図7では、評価IC領域2および評価IC領域3の欄は空欄になっている。
When the
設計者によりモニタ104a右下のボタンB4が押下されると、解析部11は、等価物性値パラメータ入力画面を再びモニタ104aに表示する。
図8は、等価物性値パラメータ入力画面を説明する図である。
When the designer presses the lower right button B4 of the
FIG. 8 is a diagram for explaining an equivalent property value parameter input screen.
モニタ104aには、テーブルT2と、ボタンB5とが表示されている。
図8に示すモニタ104aに表示されたテーブルT2の平均残銅率の欄には、残銅率算出部12により算出された基板モデル30の平均残銅率が設定される。また、テーブルT2の平均残銅率の欄には、残銅率算出部12により算出されたIC部品モデル31の平均残銅率が設定される。
A table T2 and a button B5 are displayed on the
The average remaining copper ratio of the board model 30 calculated by the remaining copper
[工程8] 設計者によりモニタ104a右下のボタンB5が押下されると、解析部11は、工程1にて入力された基板外形情報と工程2にて入力された評価IC領域の情報とに基づいて、基板メッシュを作成する。基板メッシュの作成において、解析部11は、形状のメッシュ分割を行うとともに、別途、等価物性値算出部13を起動し、配線が行われた基板モデル30の等価物性値を算出する。
[Step 8] When the designer presses the lower right button B5 of the
等価物性値算出部13は、工程6にて入力された各層の厚さ、工程5にて入力された基本材料物性値、工程7にて算出された平均残銅率、平均X軸方向寄与度、平均Y軸方向寄与度に基づいてX軸方向およびY軸方向の方向性を伴った等価物性値を算出する。そして、等価物性値算出部13は、作成した要素に算出結果を割り当てる。等価物性値の算出は、まず、平均X軸方向寄与度、平均Y軸方向寄与度を加味した層毎のヤング率、ポアソン比、熱膨張係数を算出する(面内の複合則)。そして、積層材料の複合則によって、厚さ方向(Z軸方向)まで含めた等価物性値を算出する。解析部11は、算出された等価物性値をモニタ104aに表示する。以下、等価物性値の算出方法の一例を説明する。
The equivalent physical property
図9は、面内の複合則算出を説明する図である。
基板モデル30のある1層に2つの材料(図9では銅配線と樹脂)が存在するときの各パラメータを図9に示すように定義する。なお、Z軸方向は、X軸方向およびY軸方向それぞれに対し直交する方法である。また、図9中、矢印の基端側のパラメータは、計算式に入力するパラメータであり、先端側のパラメータは、算出結果を示している。また、元の材料物性値が等方性の場合は、ヤング率、ポアソン比、熱膨張係数については、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向のパラメータの値は同じになる。
FIG. 9 is a diagram for explaining in-plane compound rule calculation.
Each parameter when two materials (copper wiring and resin in FIG. 9) exist in one layer of the substrate model 30 is defined as shown in FIG. The Z-axis direction is a method that is orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction. In FIG. 9, the parameters on the base end side of the arrows are parameters input to the calculation formula, and the parameters on the front end side indicate calculation results. When the original material property value is isotropic, the values of parameters in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are the same for the Young's modulus, Poisson's ratio, and thermal expansion coefficient.
前述したように、等価物性値算出部13は、層毎の等価物性値を算出する。X軸方向のヤング率E3x=E1x×KX+E2x×(1−KX)となる。Y軸方向のヤング率E3y=E1y×KY+E2y×(1−KY)となる。Z軸方向のヤング率E3z=E1z×ZAN+E2z×(1−ZAN)となる。
As described above, the equivalent property
X軸方向のポアソン比ν3x=ν1x×KX+ν2x×(1−KX)となる。Y軸方向のポアソン比ν3y=ν1y×KY+ν2y×(1−KY)となる。Z軸方向のポアソン比ν3z=ν1z×ZAN+ν2z×(1−ZAN)となる。 The Poisson's ratio in the X-axis direction is ν3x = ν1x × KX + ν2x × (1−KX). The Poisson's ratio in the Y-axis direction is ν3y = ν1y × KY + ν2y × (1−KY). The Poisson's ratio in the Z-axis direction is ν3z = ν1z × ZAN + ν2z × (1−ZAN).
X軸方向の熱膨張係数α3x={(α1x×E1x×KX)+(α2x×E2x×(1−KX))}/E3xとなる。Y軸方向の熱膨張係数α3y={(α1y×E1y×KY)+(α2y×E2y×(1−KY))}/E3yとなる。Z軸方向の熱膨張係数α3z={(α1z×E1z×ZAN)+(α2z×E2z×(1−ZAN))}/E3zとなる。 The thermal expansion coefficient in the X-axis direction α3x = {(α1x × E1x × KX) + (α2x × E2x × (1−KX))} / E3x. Y-axis direction thermal expansion coefficient α3y = {(α1y × E1y × KY) + (α2y × E2y × (1-KY))} / E3y. The coefficient of thermal expansion in the Z-axis direction is α3z = {(α1z × E1z × ZAN) + (α2z × E2z × (1-ZAN))} / E3z.
次に、等価物性値算出部13は、積層材料の複合則によって、厚さ方向まで含めた等価物性値を算出する。解析部11は、算出された厚さ方向まで含めた等価物性値をモニタ104aに表示する。
Next, the equivalent property
図10は、厚さ方向まで含めた等価物性値の算出を説明する図である。層毎に求めた等価物性値を図10のように定義する。なお、図10中、矢印の基端側のパラメータは、計算式に入力するパラメータであり、先端側のパラメータは、算出結果を示している。また、図10では既に銅箔層も樹脂層も、単層での等価物性値が算出されている状況での計算を前提とする。また、板厚の欄には、基板モデル30の各層の厚さが設定されている。また、t=t1+t2+・・・+tnである。 FIG. 10 is a diagram for explaining calculation of equivalent physical property values including the thickness direction. The equivalent physical property value obtained for each layer is defined as shown in FIG. In FIG. 10, the parameters on the base end side of the arrows are parameters input to the calculation formula, and the parameters on the front end side indicate calculation results. Further, in FIG. 10, it is assumed that the copper foil layer and the resin layer have already been calculated in a situation where the equivalent physical property values of the single layer have been calculated. The thickness of each layer of the substrate model 30 is set in the plate thickness column. Further, t = t1 + t2 +... + Tn.
X軸方向の厚さ方向まで含めたヤング率Ex={(E1X×t13)+(E2X×((t1+t2)3―t13))+・・・+(EnX×(t3−(t−tn)3))}/{t3/8}となる。Y軸方向の厚さ方向まで含めたヤング率Ey={(E1Y×t13)+(E2Y×((t1+t2)3―t13))+・・・+(EnY×(t3−(t−tn)3))}/{t3/8}となる。Z軸方向の厚さ方向まで含めたヤング率Ez=t/{(t1/E1Z)+(t2/E2Z)+・・・+(tn/EnZ)}となる。 Young's modulus including the thickness direction in the X-axis direction Ex = {(E1X × t1 3 ) + (E2X × ((t1 + t2) 3 −t1 3 )) +... + (EnX × (t 3 − (t− a tn) 3))} / { t 3/8}. Young's modulus including the thickness direction in the Y-axis direction Ey = {(E1Y × t1 3 ) + (E2Y × ((t1 + t2) 3 −t1 3 )) +... + (EnY × (t 3 − (t− a tn) 3))} / { t 3/8}. Young's modulus Ez = t / {(t1 / E1Z) + (t2 / E2Z) +... + (Tn / EnZ)} including the thickness direction in the Z-axis direction.
また、X軸方向の厚さ方向まで含めたポアソン比νx=ν1X×t1/t+ν2X×t2/t+・・・+νnX×tn/tとなる。Y軸方向の厚さ方向まで含めたポアソン比νy=ν1Y×t1/t+ν2Y×t2/t+・・・+νnY×tn/tとなる。Z軸方向の厚さ方向まで含めたポアソン比νz=ν1Z×t1/t+ν2Z×t2/t+・・・+νnZ×tn/tとなる。 The Poisson's ratio including the thickness direction in the X-axis direction is νx = ν1X × t1 / t + ν2X × t2 / t +... + ΝnX × tn / t. Poisson's ratio including the thickness direction in the Y-axis direction is νy = ν1Y × t1 / t + ν2Y × t2 / t +... + ΝnY × tn / t. Poisson's ratio including the thickness direction in the Z-axis direction is νz = ν1Z × t1 / t + ν2Z × t2 / t +... + ΝnZ × tn / t.
また、X軸方向の厚さ方向まで含めた熱膨張係数αx={(α1X×E1X×t1)+(α2X×E2X×t2)+・・・+(αnX×EnX×tn)}/{(E1X×t1)+(E2X×t2)+・・・+(EnX×tn)}となる。Y軸方向の厚さ方向まで含めた熱膨張係数αy={(α1Y×E1Y×t1)+(α2Y×E2Y×t2)+・・・+(αnY×EnY×tn)}/{(E1Y×t1)+(E2Y×t2)+・・・+(EnY×tn)}となる。Z軸方向の厚さ方向まで含めた熱膨張係数αz={(α1Z×E1Z×t1)+(α2Z×E2Z×t2)+・・・+(αnZ×EnZ×tn)}/{(E1Z×t1)+(E2Z×t2)+・・・+(EnZ×tn)}となる。 Further, the thermal expansion coefficient αx = {(α1X × E1X × t1) + (α2X × E2X × t2) +... + (ΑnX × EnX × tn)} / {(E1X) including the thickness direction in the X-axis direction × t1) + (E2X × t2) +... + (EnX × tn)}. Coefficient of thermal expansion αy = {(α1Y × E1Y × t1) + (α2Y × E2Y × t2) +... + (ΑnY × EnY × tn)} / {(E1Y × t1) ) + (E2Y × t2) +... + (EnY × tn)}. Thermal expansion coefficient αz = {(α1Z × E1Z × t1) + (α2Z × E2Z × t2) +... + (ΑnZ × EnZ × tn)} / {(E1Z × t1) including the thickness direction in the Z-axis direction ) + (E2Z × t2) +... + (EnZ × tn)}.
[工程9] 次に、解析部11は、例えば有限要素法プログラムにて、熱歪み解析を実施する。具体的には、解析部11は、等価物性値が定義されたメッシュデータに温度荷重条件を付加する。そして、有限要素法プログラムで数値計算を実施する。解析部11は、熱歪み解析の結果をモニタ104aに表示する。
[Step 9] Next, the
配線方向の影響(寄与度)を考慮した等価物性値で数値計算を実施することで、より実機に近い状況でシミュレーションを行うことができる。従って、例えば計算時間が短いメッシュの粗いモデルを用いた場合でもある程度の信頼性が確保されるため、シミュレーションの時間を短くすることができる。 By performing numerical calculation with equivalent physical property values considering the influence (contribution) of the wiring direction, simulation can be performed in a situation closer to the actual machine. Therefore, for example, even when a coarse model with a short calculation time is used, a certain degree of reliability is ensured, so that the simulation time can be shortened.
以下、平均残銅率の算出方法、平均X軸方向寄与度および平均Y軸方向寄与度の算出方法を詳しく説明する。
図11は、残銅率算出部が有する機能を示すブロック図である。
Hereinafter, the calculation method of the average remaining copper ratio, the average X-axis direction contribution, and the average Y-axis direction contribution will be described in detail.
FIG. 11 is a block diagram illustrating functions of the remaining copper ratio calculation unit.
残銅率算出部12は、基板外形情報格納部121と、評価IC領域格納部122と、セルサイズ決定部123と、パラメータ算出部124と、平均残銅率算出部125と、寄与度算出部126とを有している。
The remaining copper
ここで、セルサイズ決定部123は、分割部の一例である。パラメータ算出部124、平均残銅率算出部125および寄与度算出部126は、指標算出部の一例である。
基板外形情報格納部121には、工程1にて解析部11が読み込んだ基板モデル30の外形情報が記憶されたファイルが格納されている。
Here, the cell
The board outline
評価IC領域格納部122には、工程2にて解析部11が特定したIC部品モデル31のパラメータおよびメッシュに関する情報が格納されている。
セルサイズ決定部123は、基板外形情報格納部121に格納されている基板モデル30の各層を、複数の矩形のセルに分割する。セルサイズ決定部123は、分割するセルのサイズを決定する。
The evaluation IC
The cell
図12は、セルを説明する図である。
図12に示す設計対象の基板モデル30の任意の領域34を拡大して示している。領域34には、銅箔の配線35が行われている。
FIG. 12 is a diagram illustrating a cell.
An arbitrary region 34 of the board model 30 to be designed shown in FIG. 12 is shown enlarged. In the region 34, a
セルサイズ決定部123は、ガーバーデータ格納部20に格納されているガーバーデータに含まれる配線35のペン(銅箔塗装用)幅h1を読み取る。そして、読み取ったペン幅h1に所定の割合を乗じた値をセル36の1辺の幅h2に決定する。本実施の形態では、一例として読み取ったペン幅h1に0.9(90%)を乗じた値をセル36の1辺の幅h2に決定する。セルのサイズが大きくなるほど、処理時間は短縮するが、熱歪み解析の精度が下がる。なお、セルのサイズは設計者が任意のサイズに設定するようにしてもよい。
The cell
パラメータ算出部124は、平均X軸方向寄与度および平均Y軸方向寄与度を算出する際に使用する各種パラメータを算出する。
図13〜図17は、各種パラメータの算出方法を説明する図である。以下、紙面左側から右側に向かう方向をX軸の正方向とし、紙面下側から上側に向かう方向をY軸の正方向とする。
The
13 to 17 are diagrams for explaining a method for calculating various parameters. Hereinafter, the direction from the left side to the right side of the paper surface is defined as the positive direction of the X axis, and the direction from the lower side of the paper surface toward the upper side is defined as the positive direction of the Y axis.
まず、パラメータ算出部124は、領域34の1行目の4つのセル36を処理対象に設定する。そして、パラメータ算出部124は、基点に設定した頂点P11からX軸の正方向に存在する頂点P12、P13、P14、P15それぞれに配線35が存在するか否かを判断する。そして、パラメータ算出部124は、配線35が存在する頂点には、「1」を設定し、配線35が存在しない頂点には「0」を設定する。そして、パラメータ算出部124は、X軸の正方向に設定した値を順に記憶した配列A1を作成する。なお、配列A1の「1」は、行数に対応している。n行目の配列は、「配列An」と表記する。図13では、配列A1の各値を()で囲って示している。図13に示す例では、配列A1(1、1、0、0、0)となる。
First, the
1行目の配列A1の作成が終了すると、パラメータ算出部124は、Y軸方向にセル36の1つ分移動した2行目のセル36を処理対象に設定する。そして、頂点P16、P17、P18、P19、P20についての配列A2(1、1、0、0、0)を作成し、記憶する。同様に、パラメータ算出部124は、3行目の配列A3、4行目の配列A4を作成し、記憶する。
When the creation of the array A1 in the first row is completed, the
次に、パラメータ算出部124は、配列A1の隣接する頂点間、すなわち、頂点P11、P12間、頂点P12、P13間、頂点P13、P14間および頂点P14、P15間の頂点の値の組み合わせに応じた配列B1を作成する。この配列B1は、X軸方向の配線35の連続性を示す情報となるものである。具体的には、パラメータ算出部124は、作成した配列A1の、隣接する頂点の値がいずれも0の場合は「0」を設定する。隣接する頂点の値のいずれか一方が0の場合は、「50」を設定する。隣接する頂点の値がいずれも1の場合は「100」を設定する。図13では、配列B1の各値を{}で囲って示している。図13に示す例では、配列B1(100、50、0、0、0)となる。
Next, the
パラメータ算出部124は、作成した配列B1の各値をセル36の辺に関連づける。例えば配列B1の1つ目の{100}は、頂点P11、P12間のセル36の辺に関連づける。また、配列B1の2つ目の{50}は、頂点P12、P13間のセル36の辺に関連づける。なお、配列B1の各数値は、第1の実施の形態の第1のパラメータに対応するものである。
The
配列B1の作成が終了すると、パラメータ算出部124は、配列A2、配列A3、A4に基づいて配列B2、B3、B4を作成し、記憶する。
次に、パラメータ算出部124は、1行目の各セル36の下辺および上辺における配線の連続性を比較し、大きい方をセル36のX軸方向の連続性を示す情報としてセル36に関連づける。具体的には、パラメータ算出部124は、配列B1と配列B2の各列の値を比較する。そして、大きい方の値を記憶した配列C1を作成する。なお、配列C1の各数値は、第1の実施の形態のXパラメータに対応するものである。図14は、配列C1の作成処理を示している。図14では、配列C1の各値を〔〕で囲って示している。例えば作成した配列C1の1つ目の〔100〕を頂点P11、P12、P16、P17により囲まれるセル36に関連づける。また、配列C1の2つ目の〔50〕を頂点P12、P13、P17、P18により囲まれるセル36に関連づける。パラメータ算出部124は、作成した配列C1(100、50、0、0)を記憶する。
When the creation of the array B1 is completed, the
Next, the
また、パラメータ算出部124は、配列C1と同様の方法で配列C2、C3、C4を作成し、記憶する。
次に、パラメータ算出部124は、1行目の各セル36のY軸方向に隣接する頂点間、すなわち、頂点P11、P16間、頂点P12、P17間、頂点P13、P18間、頂点P14、P19間および頂点P15、P20間の頂点の配列A1値の組み合わせに応じた配列D1を作成する。この配列D1は、Y軸方向の配線35の連続性を示す情報となるものである。図15は、配列D1の作成処理を示している。パラメータ算出部124は、作成した配列A1、A2の各列の値を比較する。そして、対応する頂点の値がいずれも0の場合は「0」を設定する。対応する頂点の値のいずれか一方が0の場合は、「50」を設定する。対応する頂点の値がいずれも1の場合は「100」を設定する。図15の例では配列D1の各値を<>で囲って示している。パラメータ算出部124は作成した配列D1(100、100、0、0、0)を記憶する。なお、配列D1の各数値は、第1の実施の形態の第2のパラメータに対応するものである。パラメータ算出部124は、配列D1と同様の方法で配列D2、D3、D4を作成し、記憶する。
Further, the
Next, the
次に、パラメータ算出部124は、1行目の各セル36の左辺および右辺における配線の連続性を比較し、大きい方をセル36のY軸方向の連続性を示す情報としてセル36に関連づける。具体的には、パラメータ算出部124は、配列D1の隣接する値同士を比較する。そして、大きい方の値を記憶した配列E1を作成する。なお、配列E1の各数値は、第1の実施の形態のYパラメータに対応するものである。図16は、配列E1の作成処理を示している。図16では、配列E1の各値を〔〕で囲って示している。例えば作成した配列E1の1つ目の〔100〕を頂点P11、P12、P16、P17により囲まれるセル36に関連づける。また、配列E1の2つ目の〔50〕をP12、P13、P17、P18により囲まれるセル36に関連づける。パラメータ算出部124は、作成した配列E1(100、50、0、0)を記憶する。また、パラメータ算出部124は、配列E1と同様の方法で配列E2、E3、E4を作成し、記憶する。
Next, the
次に、パラメータ算出部124は、各セル36の中央部にドットd1を発生させる。そして、パラメータ算出部124は、配線35が存在するドットd1には、「1」を設定し、配線35が存在しないドットd1には「0」を設定した配列F1を記憶する。図17は、配列F1の作成処理を示している。図17では、配列F1の各値を()で囲って示している。パラメータ算出部124は、作成した配列F1(1、1、0、0)を記憶する。また、また、パラメータ算出部124は、配列F1と同様の方法で配列F2、F3、F4を作成し、記憶する。記憶した配列F1に基づき平均残銅率を算出することで熱歪み解析の精度が高まる。なお、配列F1の算出処理は、省略することもできる。
Next, the
次に、パラメータ算出部124は、各セル36の各頂点およびドットd1における配線の有無に基づいて、各セル36の残銅率を示す配列Gnを作成する。例えば、パラメータ算出部124は、頂点P11、P12、P16、P17により囲まれるセル36について、頂点P11、P12の配線の有無は、配列A1(1、1、0、0、0)から配線が存在すると判断する。また、頂点P16、P17の配線の有無は、配列A2(1、1、0、0、0)から配線が存在すると判断する。また、ドットd1の配線の有無は、配列F1(1、1、0、0)から配線が存在すると判断する。
Next, the
本実施の形態では、配線35が存在する頂点およびドットd1の個数(0〜5)を残銅率に換算する。例えば、配線35が存在する頂点およびドットd1の個数が0個の場合、残銅率0%とする。配線35が存在する頂点およびドットd1の個数が1個の場合、残銅率20%とする。配線35が存在する頂点およびドットd1の個数が2個の場合、残銅率40%とする。配線35が存在する頂点およびドットd1の個数が3個の場合、残銅率60%とする。配線35が存在する頂点およびドットd1の個数が4個の場合、残銅率80%とする。配線35が存在する頂点およびドットd1の個数が5個の場合、残銅率100%とする。そして、セル36毎に残銅率を記憶した配列Gnを作成し、記憶する。図17に示す例では、配列G1(100、60、0、0)となる。なお、配列G1の各数値は、第1の実施の形態の配線残存率に対応するものである。
In the present embodiment, the number of vertices and dots d1 (0 to 5) where the
なお、配列F1の作成を省略した場合には、配線35が存在する頂点の個数を残銅率に換算する。例えば、配線35が存在する頂点の個数が0個の場合、残銅率0%とする。配線35が存在する頂点の個数が1個の場合、残銅率25%とする。配線35が存在する頂点の個数が2個の場合、残銅率50%とする。配線35が存在する頂点の個数が3個の場合、残銅率75%とする。配線35が存在する頂点の個数が4個の場合、残銅率100%とする。
When the creation of the array F1 is omitted, the number of vertices where the
平均残銅率算出部125は、パラメータ算出部124が算出した基板モデル30全体の配列Cn、En、Gnに基づいて、基板モデル30全体の平均残銅率および、選択されたIC部品モデル31が配置されている領域の平均残銅率を算出する。
Based on the array Cn, En, Gn of the entire board model 30 calculated by the
具体的には、平均残銅率算出部125は、基板モデル30に実装されたIC部品モデル31を取り囲むように、IC部品モデル31の表面積の105%の領域(以下、設定領域と言う)を設定する。そして、設定領域内に存在する各セル36の残銅率の平均を取ることにより、設定領域の平均残銅率を算出する。平均残銅率の算出には次式(1)を使用する。
Specifically, the average remaining copper
平均残銅率=Σ(Gi(j))/ij・・・(1)
ここでiは、算出対象の範囲のX軸方向のセル36の数を示し、jは、算出対象の範囲のY軸方向のセル36の数を示す。
Average residual copper ratio = Σ (Gi (j)) / ij (1)
Here, i represents the number of cells 36 in the X-axis direction of the range to be calculated, and j represents the number of cells 36 in the Y-axis direction of the range to be calculated.
図18は、寄与度算出部の処理を説明する図である。
例えば式(1)のGi(j)は、領域34の左下を基点としたときにX軸方向のi個目、Y軸方向のj個目の配列Gnの値を示している。すなわち、頂点P11、P12、P16、P17に囲まれたセル36の配列G1の値はG1(1)と表記する。また、頂点P12、P13、P17、P18に囲まれたセル36の配列G1の値はG1(2)と表記する。
FIG. 18 is a diagram for explaining the processing of the contribution calculation unit.
For example, Gi (j) in Expression (1) indicates the value of the i-th array Gn in the X-axis direction and the j-th array Gn in the Y-axis direction when the lower left of the region 34 is the base point. That is, the value of the array G1 of the cell 36 surrounded by the vertices P11, P12, P16, and P17 is expressed as G1 (1). In addition, the value of the array G1 of the cells 36 surrounded by the vertices P12, P13, P17, and P18 is expressed as G1 (2).
寄与度算出部126は、パラメータ算出部124が算出した基板モデル30全体の配列Cn、En、Gnおよびi、jに基づいて、基板モデル30全体および、設定領域の平均X軸方向寄与度、平均Y軸方向寄与度を算出する。
The contribution
平均X軸方向寄与度の算出には次式(2)を使用する。平均Y軸方向寄与度の算出には次式(3)を使用する。
平均X軸方向寄与度=Σ(Ci(j)×Gi(j)/ij・・・(2)
平均Y軸方向寄与度=Σ(Ei(j)×Gi(j)/ij・・・(3)
以下、平均残銅率算出部125および寄与度算出部126の処理を、領域34のうち6つのセル36に囲まれた領域34aについて平均残銅率、平均X軸方向寄与度、平均Y軸方向寄与度を算出する場合を例に説明する。領域34aではi=3、j=2となる。このiとjを式(1)に代入すると、平均残銅率は、(G1(1)+G1(2)+G1(3)+G2(1)+G2(2)+G2(3)/2×3)=(100+60+0+40+60+40)/6=50となる。また、このiとjを式(2)に代入すると、平均X軸方向寄与度は、(C1(1)×G1(1)+C1(2)×G1(2)+C1(3)×G1(3)+C2(1)×G2(1)+C2(2)×G2(2)+C2(3)×G2(3)/2×3=(100×1.0+50×0.6+0×0+100×0.4+50×0.6+0×0.4)/6=(100+30+0+40+30+0)/6=33.3となる。また、このiとjを式(3)に代入すると、平均Y軸方向寄与度は、(E1(1)×G1(1)+E1(2)×G1(2)+E1(3)×G1(3)+E2(1)×G2(1)+E2(2)×G2(2)+E2(3)×G2(3)/2×3=(100×1.0+100×0.6+0×0+50×0.4+50×0.6+50×0.4)/6=(100+60+0+20+30+20)/6=38.3となる。
The following equation (2) is used to calculate the average X-axis direction contribution. The following equation (3) is used to calculate the average Y-axis direction contribution.
Average X-axis direction contribution = Σ (Ci (j) × Gi (j) / ij (2)
Average Y-axis direction contribution = Σ (Ei (j) × Gi (j) / ij (3)
Hereinafter, the processes of the average remaining copper
解析部11は、図7に示すように、算出された平均残銅率、平均X軸方向寄与度、平均Y軸方向寄与度をモニタ104aに表示する。
次に、残銅率算出部12の処理を、フローチャートを用いて説明する。
As shown in FIG. 7, the
Next, the process of the remaining copper
図19は、残銅率算出部の処理を示すフローチャートである。
[ステップS1] セルサイズ決定部123は、セル36のサイズを決定する。その後、ステップS2に遷移する。
FIG. 19 is a flowchart showing the processing of the remaining copper ratio calculation unit.
[Step S <b> 1] The cell
[ステップS2] パラメータ算出部124は、工程7にて選択された層の基点となる位置から配列An、An+1、・・・を作成する。その後、ステップS3に遷移する。
[ステップS3] パラメータ算出部124は、X軸方向の配線35の連続性を示す情報を記憶した配列Bn、配列Bn+1、・・・を作成する。その後、ステップS4に遷移する。
[Step S2] The
[Step S3] The
[ステップS4] パラメータ算出部124は、ステップS3にて作成した配列Bnと配列Bn+1を比較し、大きい方の値を記憶したセル36のX軸方向の配線35の連続性を示す配列Cn、Cn+1、・・・を作成する。その後、ステップS5に遷移する。
[Step S4] The
[ステップS5] パラメータ算出部124は、ステップS2にて作成した配列Anと配列An+1を比較し、組み合わせに応じた値を記憶したY軸方向の配線35の連続性を示す配列Dn、Dn+1、・・・を作成する。その後、ステップS6に遷移する。
[Step S5] The
[ステップS6] パラメータ算出部124は、配列D1と配列D2の各列の値を比較する。そして、大きい方の値を記憶した配列En、En+1、・・・を作成する。その後、ステップS7に遷移する。
[Step S6] The
[ステップS7] パラメータ算出部124は、セル36の中心の配線35の有無を示す配列Fn、Fn+1、・・・を作成する。その後、ステップS8に遷移する。
[ステップS8] パラメータ算出部124は、セル36の残銅率を示す配列Gn、Gn+1、・・・を作成する。その後、ステップS9に遷移する。
[Step S <b> 7] The
[Step S8] The
[ステップS9] 平均残銅率算出部125は、ステップS8にて作成した配列Gn、Gn+1、・・・と、算出対象の範囲のX軸方向の頂点の数iと、算出対象の範囲のY軸方向の頂点の数jを式(1)に代入して基板モデル30全体の平均残銅率および設定領域の平均残銅率を算出する。その後、ステップS10に遷移する。
[Step S9] The average remaining copper
[ステップS10] 寄与度算出部126は、ステップS5にて作成した配列Dn、Dn+1、・・・とステップS8にて作成した配列Gn、Gn+1、・・・と、算出対象の範囲のX軸方向の頂点の数iと、算出対象の範囲のY軸方向の頂点の数jを式(2)に代入して基板モデル30全体および設定領域の平均X軸方向寄与度を算出する。また、寄与度算出部126は、ステップS6にて作成した配列En、En+1、・・・とステップS8にて作成した配列Gn、Gn+1、・・・と、算出対象の範囲のX軸方向の頂点の数iと、算出対象の範囲のY軸方向の頂点の数jを式(3)に代入して基板モデル30全体のおよび設定領域の平均Y軸方向寄与度を算出する。その後、図19に示す処理を終了する。
[Step S10] The
以上で図19の処理の説明を終了する。
なお、本実施の形態では、ステップS2にて全ての行の配列An、An+1、・・・を作成した後に、ステップS3にて配列Bn、Bn+1、・・・を作成した。しかしこれに限らず、例えば、配列Anが作成された時点で(配列An+1の作成を開始する前に)、配列Bnの作成を開始してもよい。また、配列Anの隣接する2頂点の情報を取得した時点で配列Bnの対応する要素(0か50か100か)の計算を開始してもよい。
This is the end of the description of the processing in FIG.
In the present embodiment, the arrays Bn, Bn + 1,... Are created in step S3 after the arrays An, An + 1,. However, the present invention is not limited to this. For example, the creation of the array Bn may be started when the array An is created (before the creation of the array An + 1 is started). Alternatively, the calculation of the corresponding element (0, 50, or 100) of the array Bn may be started at the time when information on two adjacent vertices of the array An is acquired.
また、本実施の形態では、全ての行の配列An、An+1、および配列Bn、Bn+1を作成した後に、配列Cn〜Gnを作成した。しかしこれに限らず、例えば、配列An+1と配列Bn+1が作成された時点で配列Cn、Dnの作成を開始してもよい。 In this embodiment, arrays Cn to Gn are created after creating arrays An and An + 1 and arrays Bn and Bn + 1 of all rows. However, the present invention is not limited to this. For example, the creation of the arrays Cn and Dn may be started when the arrays An + 1 and Bn + 1 are created.
また、配列Cn、Dn、En、Fnの作成順は、特に限定されない。
以上述べたように、回路設計支援装置10によれば、残銅率算出部12が、基板上のX軸方向およびY軸方向に連なる複数のセルにおける配線の連続性を考慮した配列Cn、Cn+1、・・・、En、En+1、・・・、Gn、Gn+1、・・・を作成した。そして、残銅率算出部12が、作成した配列に基づいて平均X軸方向寄与度および平均Y軸方向寄与度を算出した。そして、解析部11が算出された平均X軸方向寄与度および平均Y軸方向寄与度に基づいて要素材料の等価物性値を算出するようにした。これにより、有限要素解析のみを用いて要素材料の等価物性値を算出する場合に比べ、処理を高速に行うことができる。また、残銅率のみを用いて解析を行う場合に比べ、実際の製品に近い環境で解析を行うことができるため、解析の精度を向上させることができる。
Further, the order of creating the arrays Cn, Dn, En, and Fn is not particularly limited.
As described above, according to the circuit design support device 10, the remaining copper
また、層毎に等価物性値を出力するようにしたので、設計者は、例えば多層基板の下側の層の熱膨張率が小さく、上側の層の熱膨張率が大きい場合に下の層の熱膨張率を大きくするような配線パターンへの変更をすることができる。 In addition, since the equivalent physical property value is output for each layer, the designer, for example, when the thermal expansion coefficient of the lower layer of the multilayer board is small and the thermal expansion coefficient of the upper layer is large, It is possible to change the wiring pattern so as to increase the coefficient of thermal expansion.
なお、回路設計支援装置10が行った処理が、複数の装置によって分散処理されるようにしてもよい。例えば、1つの装置が、残銅率の算出処理までを行って平均残銅率、平均X軸方向寄与度および平均Y軸方向寄与度を算出しておき、他の装置が、算出された値を用いて熱歪み解析を実施するようにしてもよい。 Note that the processing performed by the circuit design support device 10 may be distributed by a plurality of devices. For example, one device performs the remaining copper ratio calculation process to calculate the average remaining copper rate, the average X-axis direction contribution, and the average Y-axis direction contribution, and the other devices calculate the calculated values. The thermal strain analysis may be performed using
以上、本発明の回路設計支援プログラム、回路設計支援方法および回路設計支援装置を、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。 As described above, the circuit design support program, the circuit design support method, and the circuit design support apparatus of the present invention have been described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit is as follows. Any structure having a similar function can be substituted. Moreover, other arbitrary structures and processes may be added to the present invention.
また、本発明は、前述した各実施の形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、回路設計支援装置1、10が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等が挙げられる。磁気記憶装置には、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープ等が挙げられる。光ディスクには、DVD、DVD−RAM、CD−ROM/RW等が挙げられる。光磁気記録媒体には、MO(Magneto-Optical disk)等が挙げられる。
Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above-described embodiments.
The above processing functions can be realized by a computer. In that case, a program describing the processing contents of the functions that the circuit
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDVD、CD−ROM等の可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。 When distributing the program, for example, a portable recording medium such as a DVD or a CD-ROM in which the program is recorded is sold. It is also possible to store the program in a storage device of a server computer and transfer the program from the server computer to another computer via a network.
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送される毎に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。 The computer that executes the program stores, for example, the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. The computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. In addition, each time a program is transferred from a server computer connected via a network, the computer can sequentially execute processing according to the received program.
また、上記の処理機能の少なくとも一部を、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)等の電子回路で実現することもできる。 Further, at least a part of the above processing functions can be realized by an electronic circuit such as a DSP (Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or a PLD (Programmable Logic Device).
以上の第1〜第2の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
(付記1) コンピュータに、
処理対象の基板モデルを複数のセルに分割し、
前記基板モデルの平面上の少なくとも一つの方向に対して、前記複数のセルに設けられる配線が前記基板モデルにもたらす影響を示す指標を、前記複数のセルそれぞれに占める前記配線の割合と、前記複数のセルのうち隣接するセルにおける前記方向への配線の連続性を示すパラメータとに基づいて算出し、
算出された前記指標に基づいて、前記配線の等価物性値を算出し、
算出された前記等価物性値を表示装置に出力する、
処理を実行させることを特徴とする回路設計支援プログラム。
Regarding the above first to second embodiments, the following additional notes are further disclosed.
(Supplementary note 1)
Divide the substrate model to be processed into multiple cells,
An index indicating the influence of wiring provided in the plurality of cells on the substrate model with respect to at least one direction on the plane of the substrate model is a ratio of the wiring occupying each of the plurality of cells, and the plurality of the plurality of cells. And a parameter indicating the continuity of the wiring in the direction in the adjacent cell among the cells of
Based on the calculated index, the equivalent physical property value of the wiring is calculated,
Outputting the calculated equivalent property value to a display device;
A circuit design support program characterized by causing processing to be executed.
(付記2) 前記隣接するセルの各頂点の前記配線の有無に基づいて、前記方向への前記連続性を示すパラメータを算出することを特徴とする付記1記載の回路設計支援プログラム。
(Supplementary note 2) The circuit design support program according to
(付記3) 前記複数のセルそれぞれの各頂点に存在する配線の個数に基づいて、前記配線の割合を算出することを特徴とする付記1または2に記載の回路設計支援プログラム。
(Supplementary note 3) The circuit design support program according to
(付記4) 前記複数のセルそれぞれについて前記連続性を示すパラメータと前記隣接するセルに占める前記配線の割合との積を取った値の総和の平均をとることにより、前記指標を算出することを特徴とする付記1ないし3のいずれかに記載の回路設計支援プログラム。
(Supplementary Note 4) For each of the plurality of cells, calculating the index by taking an average of a sum of values obtained by multiplying a parameter indicating the continuity and a ratio of the wiring occupied in the adjacent cells. 4. The circuit design support program according to any one of
(付記5) 前記複数のセルの辺の長さを前記配線の幅に基づいて決定することを特徴とする付記1記載の回路設計支援プログラム。
(付記6) 前記処理対象の基板モデルは複数の層を有しており、
前記コンピュータに、
前記層毎の前記等価物性値を前記表示装置に表示させる処理を実行させることを特徴とする付記1記載の回路設計支援プログラム。
(Additional remark 5) The circuit design support program of
(Appendix 6) The substrate model to be processed has a plurality of layers,
In the computer,
The circuit design support program according to
(付記7) コンピュータが、
処理対象の基板モデルを複数のセルに分割し、
前記基板モデルの平面上の少なくとも一つの方向に対して、前記複数のセルに設けられる配線が前記基板モデルにもたらす影響を示す指標を、前記複数のセルそれぞれに占める前記配線の割合と、前記複数のセルのうち隣接するセルにおける前記方向への配線の連続性を示すパラメータとに基づいて算出し、
算出された前記指標に基づいて、前記配線の等価物性値を算出し、
算出された前記等価物性値を表示装置に出力する、
ことを特徴とする回路設計支援方法。
(Supplementary note 7)
Divide the substrate model to be processed into multiple cells,
An index indicating the influence of wiring provided in the plurality of cells on the substrate model with respect to at least one direction on the plane of the substrate model is a ratio of the wiring occupying each of the plurality of cells, and the plurality of the plurality of cells. And a parameter indicating the continuity of the wiring in the direction in the adjacent cell among the cells of
Based on the calculated index, the equivalent physical property value of the wiring is calculated,
Outputting the calculated equivalent property value to a display device;
A circuit design support method characterized by the above.
(付記8) 処理対象の基板モデルを複数のセルに分割する分割部と、
前記基板モデルの平面上の少なくとも一つの方向に対して、前記複数のセルに設けられる配線が前記基板モデルにもたらす影響を示す指標を、前記複数のセルそれぞれに占める前記配線の割合と、前記複数のセルのうち隣接するセルにおける前記方向への配線の連続性を示すパラメータとに基づいて算出する指標算出部と、
算出された前記指標に基づいて、前記配線の等価物性値を算出する等価物性値算出部と、
算出された前記等価物性値を表示装置に出力する出力部と、
を有することを特徴とする回路設計支援装置。
(Supplementary Note 8) A dividing unit that divides a substrate model to be processed into a plurality of cells;
An index indicating the influence of wiring provided in the plurality of cells on the substrate model with respect to at least one direction on the plane of the substrate model is a ratio of the wiring occupying each of the plurality of cells, and the plurality An index calculation unit for calculating based on a parameter indicating the continuity of the wiring in the direction in the adjacent cell among the cells,
Based on the calculated index, an equivalent property value calculation unit that calculates an equivalent property value of the wiring;
An output unit for outputting the calculated equivalent physical property value to a display device;
A circuit design support apparatus comprising:
1、10 回路設計支援装置
1a 基板モデル情報格納部
1b 配線情報格納部
1c 分割部
1d 指標算出部
1e、13 等価物性値算出部
1f 出力部
2、30 基板モデル
3、35 配線
4a〜4f、36 セル
5 表示装置
11 解析部
12 残銅率算出部
121 基板外形情報格納部
122 評価IC領域格納部
123 セルサイズ決定部
124 パラメータ算出部
125 平均残銅率算出部
126 寄与度算出部
14 表示部
20 ガーバーデータ格納部
31、32、33 IC部品モデル
34、34a 領域
B1〜B5 ボタン
P1〜P8 頂点
T、T1、T2、T3 テーブル
DESCRIPTION OF
Claims (7)
処理対象の基板モデルを複数のセルに分割し、
前記基板モデルの平面上の少なくとも一つの方向に対して、前記複数のセルに設けられる配線が前記基板モデルにもたらす影響を示す指標を、前記複数のセルそれぞれに占める前記配線の割合と、前記複数のセルのうち隣接するセルにおける前記方向への配線の連続性を示すパラメータとに基づいて算出し、
算出された前記指標に基づいて、前記セルの等価物性値を算出し、
算出された前記等価物性値を表示装置に出力する、
処理を実行させることを特徴とする回路設計支援プログラム。 On the computer,
Divide the substrate model to be processed into multiple cells,
An index indicating the influence of wiring provided in the plurality of cells on the substrate model with respect to at least one direction on the plane of the substrate model is a ratio of the wiring occupying each of the plurality of cells, and the plurality of the plurality of cells. And a parameter indicating the continuity of the wiring in the direction in the adjacent cell among the cells of
Based on the calculated index, calculate the equivalent physical property value of the cell ,
Outputting the calculated equivalent property value to a display device;
A circuit design support program characterized by causing processing to be executed.
前記コンピュータに、
前記層毎の前記等価物性値を前記表示装置に表示させる処理を実行させることを特徴とする請求項1記載の回路設計支援プログラム。 The substrate model to be processed has a plurality of layers,
In the computer,
The circuit design support program according to claim 1, wherein a process for causing the display device to display the equivalent physical property value for each layer is executed.
処理対象の基板モデルを複数のセルに分割し、
前記基板モデルの平面上の少なくとも一つの方向に対して、前記複数のセルに設けられる配線が前記基板モデルにもたらす影響を示す指標を、前記複数のセルそれぞれに占める前記配線の割合と、前記複数のセルのうち隣接するセルにおける前記方向への配線の連続性を示すパラメータとに基づいて算出し、
算出された前記指標に基づいて、前記セルの等価物性値を算出し、
算出された前記等価物性値を表示装置に出力する、
ことを特徴とする回路設計支援方法。 Computer
Divide the substrate model to be processed into multiple cells,
An index indicating the influence of wiring provided in the plurality of cells on the substrate model with respect to at least one direction on the plane of the substrate model is a ratio of the wiring occupying each of the plurality of cells, and the plurality of the plurality of cells. And a parameter indicating the continuity of the wiring in the direction in the adjacent cell among the cells of
Based on the calculated index, calculate the equivalent physical property value of the cell ,
Outputting the calculated equivalent property value to a display device;
A circuit design support method characterized by the above.
前記基板モデルの平面上の少なくとも一つの方向に対して、前記複数のセルに設けられる配線が前記基板モデルにもたらす影響を示す指標を、前記複数のセルそれぞれに占める前記配線の割合と、前記複数のセルのうち隣接するセルにおける前記方向への配線の連続性を示すパラメータとに基づいて算出する指標算出部と、
算出された前記指標に基づいて、前記セルの等価物性値を算出する等価物性値算出部と、
算出された前記等価物性値を表示装置に出力する出力部と、
を有することを特徴とする回路設計支援装置。
A dividing unit for dividing the substrate model to be processed into a plurality of cells;
An index indicating the influence of wiring provided in the plurality of cells on the substrate model with respect to at least one direction on the plane of the substrate model is a ratio of the wiring occupying each of the plurality of cells, and the plurality of the plurality of cells. An index calculation unit for calculating based on a parameter indicating the continuity of the wiring in the direction in the adjacent cell among the cells,
Based on the calculated index, an equivalent property value calculation unit that calculates an equivalent property value of the cell ;
An output unit for outputting the calculated equivalent physical property value to a display device;
A circuit design support apparatus comprising:
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