JP5647181B2 - 設計支援システム、設計支援方法、および、設計支援プログラム - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板の設計を支援する設計支援システム、設計支援方法、および、設計支援プログラムに関する。

プリント基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）を設計する場合には、ＰＷＢに搭載する部品がＰＷＢを収める筐体と干渉しないように部品の配置を行う。そのためには、部品を配置したときに生じる筐体内の空き領域を把握する必要がある。例えば、特許文献１には、筐体内の高さ制限を確認する方法の一例が記載されている。特許文献１には、高さ制限領域情報を算出するための基準面が複数あるかを判定する基準面高さ判定ステップと、基準面を複数とするか単数とするか判定する単複基準決定ステップと、基準面と判定された複数または単数の面を基準として高さ制限領域情報を作成する複数基準許容制限領域情報作成ステップとを含む。この方法では、機械ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）装置が管理する３次元モデルデータを読み込んで、プリント基板もしくは各搭載部品面を基準面として選択し、基準面を均等領域に分割して各均等領域の最大高さを計算することによって、自由曲面形状が多いケースやカバー類でも筐体内の空間の高さ制限情報を作成することができる。

しかしながら、実際のＰＷＢ製造場面では、図２９に示すように挿入部品２がプリント基板（ＰＷＢ）１に半田付けされる際に、部品の実装浮き３が発生する。そのため、ＰＷＢ設計時に部品高さが筐体と干渉しないように部品配置を考慮していたとしても、筐体と挿入部品とが干渉する場合がある。部品の実装浮きは、半田付けに噴流方式の半田付け設備を使用した場合に、部品が噴流する溶融半田に押されて浮き上がり、その状態で半田が凝固するために生じる。

このような挿入部品の浮きを防止するために、ＰＷＢを製造する際には部品を押さえる冶具（押さえ治具）を使用する。このような押さえ治具の一例が、特許文献２に記載されている。特許文献２の押さえ治具は、部品高さに相当する深さを有し、基板の載置面方向に対して漸次拡開するテーパ状に形成された電子部品収容凹部を備えるキャップ状の部品押さえ治具であり、基板上に載置された部品をまたぐように配置され、部品押さえ治具の自重により基板上に位置決め保持する構造となっている。

特開２００８−８４２０９号公報 特開２００２−２６１４３３号公報

上記のような押さえ治具を使用したプリント基板（ＰＷＢ）を製作するには、特許文献１などに記載の方法で得たクリアランス情報から、押さえ治具が必要な部品を確認する必要があり、仮に人の手で行おうとすると多くの手間がかかってしまうという問題があった。

また、押さえ治具の要否判断を行わず、すべての部品に押さえ治具を挿入することも考えられるが、これでは必要以上に治具を使用することになり、コスト増大となってしまうという問題もあった。

よって、本発明の目的は、上述した課題を解決し、短時間で押さえ治具の要否判断が可能な設計支援システム、設計支援方法、および設計支援プログラムを提供することである。

本発明による設計支援システムは、基板上に搭載される部品の高さに関する部品情報と、許される部品浮きの値である浮き許容値と、前記基板が配置される筐体の高さに関する筐体情報とから、高さ方向のクリアランス値を算出するクリアランス確認手段と、前記クリアランス値と設定された基準値とを比較して、押さえ治具の要否を判断するクリアランス判断手段と、を備える。

本発明による設計支援方法は、設計支援システムが備えるクリアランス確認手段により、基板上に搭載される部品の高さに関する部品情報と、許される部品浮きの値である浮き許容値と、前記基板が配置される筐体の高さに関する筐体情報とから、高さ方向のクリアランス値を算出し、前記設計支援システムが備えるクリアランス判断手段により、前記クリアランス確認手段にて算出された前記クリアランス値と設定された基準値とを比較して、押さえ治具の要否を判断する、ことを特徴とする。

本発明による設計支援プログラムは、基板上に搭載される部品の高さに関する部品情報と、許される部品浮きの値である浮き許容値と、前記基板が配置される筐体の高さに関する筐体情報とから、高さ方向のクリアランス値を算出するクリアランス確認処理と、前記クリアランス値と設定された基準値とを比較して、押さえ治具の要否を判断するクリアランス判断処理と、を実行させる。

本発明の設計支援システム、設計支援方法、および、設計支援プログラムによると、プリント基板（ＰＷＢ）を設計する時点で、治具が必要な部品を自動で確認することができる。引いては、治具を必要以上に使用することがないので、コスト削減が可能となる。また、治具の必要な部品を確認するのに要する時間を削減することができる。

第１の実施形態に係る設計支援システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る設計支援方法の処理手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る設計支援システムの構成を示すブロック図である。 ＣＡＤデータが有する部品情報の一例を示す図である。 ＣＡＤデータが有する筐体情報の一例を示す図である。 第２の実施形態のプリント基板（ＰＷＢ）および筐体の上面図である。 第２の実施形態のプリント基板（ＰＷＢ）および筐体の側面図である。 第２の実施形態に係る設計支援方法の処理手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態の部品情報データの一例を示す図である。 第２の実施形態の筐体情報データの一例を示す図である。 全てのステップが終了した後の第２の実施形態の部品情報データの一例を示す図である。 第３の実施形態に係る設計支援システムの構成を示すブロック図である。 第３の実施形態のプリント基板（ＰＷＢ）および筐体の上面図である。 第３の実施形態のプリント基板（ＰＷＢ）および筐体の側面図である。 第３の実施形態に係る設計支援方法の処理手順を示すフローチャートである。 第３の実施形態の部品情報データの一例を示す図である。 第３の実施形態の筐体情報データの一例を示す図である。 全てのステップが終了した後の第３の実施形態の部品情報データの一例を示す図である。 第４の実施形態に係る設計支援システムの構成を示すブロック図である。 第４の実施形態のプリント基板（ＰＷＢ）および筐体の上面図である。 第４の実施形態のプリント基板（ＰＷＢ）および筐体の側面図である。 第４の実施形態に係る設計支援方法の処理手順を示すフローチャートである。 第４の実施形態の部品情報データの一例を示す図である。 第４の実施形態の筐体情報データの一例を示す図である。 全てのステップが終了した後の第４の実施形態の部品情報データの一例を示す図である。 第５の実施形態に係る設計支援システムの構成を示すブロック図である。 第５の実施形態に係る設計支援方法の処理手順を示すフローチャートである。 全てのステップが終了した後の第５の実施形態の部品情報データの一例を示す図である。 挿入部品をプリント基板（ＰＷＢ）に半田付けする様子を示した図である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る設計支援システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の設計支援システムは、図１に示す通りデータ入力手段１００と、クリアランス算出手段２０４と、クリアランス判断手段２０５と、出力手段４００とを備える。

データ入力手段１００は、プリント基板（ＰＷＢ）上に搭載される部品の高さに関する部品情報と、許される部品浮きの値である浮き許容値と、ＰＷＢが配置される筐体の高さに関する筐体情報とを入力するために用いられる。

クリアランス算出手段２０４は、データ入力手段１００で入力された部品情報と浮き許容値と筐体情報とからクリアランスの値を算出する。

クリアランス判断手段２０５は、クリアランス算出手段２０４で算出されたクリアランスの値と、予め設定された基準値とを比較し、押さえ治具が必要かどうかを判断する。

出力手段４００は、クリアランス判断手段２０５の結果を出力する。

次に、図２に示すフローチャートを用いて、本発明の実施形態に係る設計支援方法の処理手順を説明する。

ステップＳ１では、ユーザが入力手段１００を用いて部品情報と浮き許容値と筐体情報とを入力する。部品情報には、基板の部品が搭載された面（部品搭載面）からの部品の高さの値を示す部品高さの情報が含まれる。筐体情報には、基板の部品搭載面から筐体の内壁までの空間の高さの値を示す筐体高さの情報が含まれる。

ステップＳ９では、クリアランス算出手段２０４が、入力手段１００で入力された部品高さと浮き許容値と筐体高さとからクリアランスの値を算出する。具体的には、筐体高さから部品高さと浮き許容値とを引いて算出する。

ステップＳ１０では、クリアランス判断手段２０５が、クリアランス算出手段２０４で算出したクリアランスの値と基準値とを比較して押さえ冶具が必要かどうかを確認する。本実施形態においては、クリアランスの値が、基準値０以上なら不要で、０未満なら必要と判断する。

ステップＳ１１’では、押さえ冶具が必要な部品を決定し、表示装置などの出力手段４００で結果を出力する。

以上説明した解析手段が有する構成を、ソフトウェアによって実現することで同様の機能を有する設計支援プログラムを得ることもできる。

以上説明したように本実施形態によれば、ＰＷＢを設計する時点で、治具が必要な部品を自動で確認することができる。引いては、治具を不必要に使用することがないので、コスト削減が可能となる。また、治具の必要な部品を確認するのに要する時間を削減することができる。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る設計支援システムの構成を示すブロック図である。本実施形態の設計支援システムは、図３に示す通りデータ入力手段１００と、入力データ解析手段２０１と、クリアランス算出手段２０４と、クリアランス判断手段２０５と、データ記憶手段３００と、出力手段４００とを備える。

データ入力手段１００は、ユーザがあらかじめＣＡＤソフトウェアを用いて設計したプリント基板や筐体の設計情報（ＣＡＤデータ）と、許される部品浮きの値である浮き許容値とを入力するために用いられる。必要に応じて、プリント基板（ＰＷＢ）の厚さの値であるＰＷＢ板厚を設定して入力してもよい。

入力データ解析手段２０１は、入力された前述のＣＡＤデータなどの情報より、データ記憶手段３００に含まれる部品情報データ３０１と筐体情報データ３０２とを生成する。部品情報データ３０１には、部品高さと浮き許容値の情報が含まれる。筐体情報データ３０２には、筐体高さの情報が含まれる。

クリアランス算出手段２０４は、入力データ解析手段２０１で生成された部品情報データ３０１の部品高さと浮き許容値と、筐体情報データ３０２の筐体高さとからクリアランスの値を算出する。算出されたクリアランスの値は、筐体高さ名、筐体高さとともに部品情報データに書き込まれる。

クリアランス判断手段２０５は、クリアランス算出手段２０４で算出されたクリアランスの値と、予め設定された基準値とを比較し、押さえ治具が必要かどうかを判断する。なお、押さえ治具は噴流方式の半田付け工程で用いるものである。

出力手段４００は、クリアランス判断手段２０５の結果を出力する。

次に、入力手段１００に入力されるＣＡＤデータについて説明する。ＣＡＤデータは、プリント基板（ＰＷＢ）上に搭載される部品に関する部品情報と、ＰＷＢが配置される筐体に関する筐体情報とを含む。部品情報は、例えば、図４に示されるように、部品記号（Ａ種別）と部品タイプ（Ｂ種別）と実装面（Ｃ種別）と左下位置情報（Ｄ種別）と右上位置情報（Ｅ種別）と部品高さ（Ｆ種別）とリード長さ（Ｇ種別）の情報から構成される。
筐体情報は、例えば、図５に示されるように、筐体高さ名（Ｎ種別）と筐体高さ位置（Ｐ種別）と筐体高さ（Ｑ種別）と面（Ｒ種別）の情報から構成される。それぞれの値は、図６、図７の設計平面図に示すような関係となっている。図６は上面図、図７は側面図であり、挿入部品２が搭載されたＰＷＢ１が筐体４内に配置されている。部品記号（Ａ種別）は、図６、７に示すＡに対応し、部品を示す記号である。部品タイプ（Ｂ種別）は、部品の実装タイプ、すなわち、部品Ａが挿入部品か表面実装部品かを示している。挿入部品とは、リード線やチップの足などをスルーホール（部品穴）により基板を貫通させた上で裏面にハンダ付けする形態の半導体部品のことである。一方、表面実装部品とは、スルーホールを使わずにプリント基板の表面に直接半田付けする形態の半導体部品のことである。実装面（Ｃ種別）は、部品Ａの実装されている面がＰＷＢの表面である部品面か、裏側の半田面かを示している。左下位置情報（Ｄ種別）は、図６に示すＤに対応し、ＰＷＢ平面（ＸＹ平面）上での部品の左下端部の位置座標を示している。右上位置情報（Ｅ種別）は、図６に示すＥに対応し、ＰＷＢ平面（ＸＹ平面）上での部品の右上端部の位置座標を示している。なお、ＸＹ平面の原点と単位長さは任意に設定すればよい。部品高さ（Ｆ種別）は、図７に示すＦに対応し、基板の部品面からの部品の高さの値である。リード長さ（Ｇ種別）は、図７に示すＧに対応し、部品のリードの長さの値である。筐体高さ名（Ｎ種別）は、図６、７に示すＮに対応し、筐体内の領域の名称を示す記号である。筐体高さ位置（Ｐ種別）は、図６に示すＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に対応し、ＰＷＢ平面（ＸＹ平面）上でのＮに対応する領域を示した位置座標の情報である。筐体高さ（Ｑ種別）は、図７にＱで示すように、基準面（図７では基板の部品面）から筐体の内壁までの空間の高さの値である。面（Ｒ種別）は、基準面が部品面か半田面かが記録されている。

次に、入力データ解析手段２０１によって生成される部品情報データ３０１および筐体情報データ３０２について説明する。部品情報データ３０１は、例えば、部品記号（Ａ種別）、部品タイプ（Ｂ種別）、実装面（Ｃ種別）、左下位置情報（Ｄ種別）、右上位置情報（Ｅ種別）、部品高さ（Ｆ種別）、リード長さ（Ｇ種別）、浮き許容値（Ｈ種別）、筐体高さ名（Ｊ種別）、筐体高さ（Ｋ種別）、クリアランス（Ｌ種別）、押さえ冶具必要部品（Ｍ種別）が書き込まれている。部品記号（Ａ種別）、部品タイプ（Ｂ種別）、実装面（Ｃ種別）、左下位置情報（Ｄ種別）、右上位置情報（Ｅ種別）、部品高さ（Ｆ種別）、リード長さ（Ｇ種別）は、前述のＣＡＤデータから抽出された値である。浮き許容値（Ｈ種別）は、図７に示すＨに対応し、部品が半田付けされた際に許される部品浮きの値であり、データ入力手段１００を用いて入力される。筐体高さ名（Ｊ種別）、筐体高さ（Ｋ種別）、クリアランス（Ｌ種別）、押さえ冶具必要部品（Ｍ種別）については、後ほど書き込まれる値であり「無」を初期値としてもっている。なお、「無」の代わりに「０」などでもよい。
筐体情報データ３０２は、例えば、筐体高さ名（Ｎ種別）、筐体高さ位置（Ｐ種別）、筐体高さ（Ｑ種別）、面（Ｒ種別）、ＰＷＢ板厚（Ｓ種別）が書き込まれている。筐体高さ名（Ｎ種別）、筐体高さ位置（Ｐ種別）、筐体高さ（Ｑ種別）、面（Ｒ種別）は、前述のＣＡＤデータから抽出された値である。ＰＷＢ板厚（Ｓ種別）は、図７のＳに対応するプリント基板の厚さの値であり、データ入力手段１００を用いて入力される。

また、クリアランス算出手段２０４で算出されるクリアランスの値とは、図７のＬに相当し、搭載部品の頂点と筐体内壁側の天面までの距離から浮き許容値を除いたもの（Ｌ＝Ｑ−Ｈ−Ｆ）である。

次に、図８に示すフローチャートを用いて、本発明の実施形態に係る設計支援方法の処理手順を説明する。

ステップＳ１では、ユーザが入力手段１００を用いてあらかじめ設定された基板厚さと浮き許容値とを入力する。さらに、ＣＡＤソフトウェアを用いてあらかじめ設計したプリント基板設計情報であるＣＡＤデータを入力する。ＣＡＤデータについては上述した通りである。例えば、本実施形態では、ＰＷＢ板厚を１．６ｍｍ、浮き許容値を２ｍｍとする。

ステップＳ２では、入力データ解析手段２０１が、入力されたデータから部品記号（Ａ種別）、部品タイプ（Ｂ種別）、実装面（Ｃ種別）、左下位置情報（Ｄ種別）、右上位置情報（Ｅ種別）、部品高さ（Ｆ種別）、リード長さ（Ｇ種別）、浮き許容値（Ｈ種別）の情報を抽出し、部品情報データを生成する。さらに、部品情報データに、筐体高さ名（Ｊ種別）と筐体高さ（Ｋ種別）とクリアランス（Ｌ種別）と押さえ冶具必要部品（Ｍ種別）をすべて「無」を初期値として書き込む。例えば、本実施形態では、部品記号（Ａ種別）をＡ、部品タイプ（Ｂ種別）を挿入部品、実装面（Ｃ種別）を部品面、左下位置情報（Ｄ種別）を（Ｘ，Ｙ）＝（５．５，８．５）、右上位置情報（Ｅ種別）を（Ｘ，Ｙ）＝（８．５，１１．５）、部品高さ（Ｆ種別）を５．０ｍｍ、リード長さ（Ｇ種別）を３．０ｍｍ、とし、図９に示すような部品情報データが生成される。

ステップＳ３では、入力データ解析手段２０１が、入力されたデータから筐体高さ名（Ｎ種別）、筐体高さ位置（Ｐ種別）、筐体高さ（Ｑ種別）、面（Ｒ種別）、ＰＷＢ板厚（Ｓ種別）の情報を抽出し、筐体情報データ３０２を生成する。例えば、本実施形態では、筐体高さ名（Ｎ種別）をＮ、筐体高さ位置（Ｐ種別）を（Ｘ，Ｙ）＝（０，０），（０，１０），（１０，２０），（０，２０）、筐体高さ（Ｑ種別）を７．０ｍｍ、面（Ｒ種別）を部品面とし、図１０に示すような筐体情報データ３０２が生成される。
なお、図９、１０の図番号とは、ＣＡＤデータを構成する部品や筐体などの要素をそれぞれ示しており、部品Ａは（２）、筐体Ｎは（５）で表されている。

ステップＳ９では、クリアランス算出手段２０４が、部品情報データ３０１の部品高さ（Ｆ種別）と浮き許容値（Ｈ種別）と、筐体情報データ３０２の筐体高さ（Ｋ種別）とからクリアランスの値を算出する。具体的には、筐体高さ（Ｋ種別）から部品高さ（Ｆ種別）と浮き許容値（Ｈ種別）とを引いた値を算出する。算出されたクリアランスの値は部品情報データ３０１のクリアランス（Ｌ種別）に、筐体高さ名（Ｊ種別）、筐体高さ（Ｋ種別）とともに書き込まれる。

ステップＳ１０では、クリアランス判断手段２０５が、部品情報データ３０１のクリアランス（Ｌ種別）の値と基準値とを比較して押さえ冶具が必要かどうかを確認する。本実施形態においては、クリアランス（Ｌ種別）の値が、基準値０以上なら不要で、０未満なら必要と判断する。

ステップＳ１１では、押さえ冶具が必要な部品の場合は、押さえ冶具必要部品（Ｍ種別）に部品記号を書き込み、表示装置などの出力手段４００でデータを出力する。

以上のステップを終えた後、部品情報データ３０１は図１１に示すように情報が書き換えられている。つまり、図９ではＪ、Ｋ、Ｌがすべて「無」だったが、図１１ではＪ：Ｎ、Ｋ：７．０、Ｌ：無に書き換えられている。

以上説明した解析手段が有する構成をソフトウェアによって実現することで、同様の機能を有する設計支援プログラムを得ることもできる。

以上説明したように本実施形態によれば、ＰＷＢを設計する時点で、治具が必要な部品を自動で確認することができる。引いては、治具を不必要に使用することがないので、コスト削減が可能となる。また、治具の必要な挿入部品を確認するのに要する時間を削減することができる。

（第３の実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る設計支援システムの構成を示すブロック図である。第２の実施形態と同じものには、同じ符号を付す。また、第２の実施形態と同様に機能するものについては説明を省略する。本実施形態の設計支援システムは、図１２に示す通りデータ入力手段１００と、入力データ解析手段２０１と、位置確認手段２０３と、クリアランス算出手段２０４と、クリアランス判断手段２０５と、データ記憶手段３００と、出力手段４００とを備える。第２の実施形態とは、位置確認手段２０３を有する点が異なる。

本実施の形態において、ＣＡＤデータは、図１３、図１４に示すような設計図面になっているとする。図１３は上面図、図１４は側面図であり、複数の挿入部品２が搭載されたＰＷＢ１が筐体４内に配置されている。本実施形態では、挿入部品２が部品記号（Ａ種別）Ａ２、Ａ３、Ａ４と３つ搭載されているとする。また、筐体４は高さが一様でなく途中で高さが異なるため、筐体高さ名（Ｎ種別）はＮ１、Ｎ２と２領域存在するとする。それぞれの領域の筐体高さ位置（Ｐ種別）は、図１３に示すとおりＮ１はＰ１、Ｐ２、Ｐ５、Ｐ６で、Ｎ２はＰ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５で表される。それぞれの領域高さ（Ｑ種別）は、図１４に示す通りＮ１はＱ１に、Ｎ２はＱ２に対応する。

位置確認手段２０３は、入力データ解析手段２０１で生成された部品情報データ３０１と筐体情報データ３０２から、部品の位置の情報を読み出し、部品がどの筐体高さに掛かるかを確認する。確認した部品にかかる筐体高さの情報を、部品情報データ３０１に筐体高さ名（Ｊ種別）、筐体高さ（Ｋ種別）として書き込む。

クリアランス算出手段２０４は、部品情報データ３０１の部品高さ（Ｆ種別）と浮き許容値（Ｈ種別）と筐体高さ（Ｋ種別）よりクリアランスを算出する。

次に、図１５に示すフローチャートを用いて、本発明の実施形態に係る設計支援方法の処理手順を説明する。

ステップＳ３までは第２の実施形態と同様である。例えば、この時点での部品情報データ３０１は図１６、筐体情報データ３０２は図１７に示すような値をもっている。

ステップＳ５では、位置確認手段２０３が、部品と筐体高さとの位置関係を確認する。具体的には、それぞれの部品Ａ２、Ａ３、Ａ４について、部品情報データの実装面（Ｃ種別）、左下位置情報（Ｄ種別）、右上位置情報（Ｅ種別）と、筐体情報データの筐体高さ位置（Ｐ種別）、面（Ｒ種別）とを比較し、部品がどの筐体高さにかかるかを確認する。その結果を部品情報データの筐体高さ名（Ｊ種別）に書き込む。複数の筐体高さ位置に掛かる場合は全ての筐体高さ名を書き込む。本実施形態では、図１４に示すとおりＡ２はＮ１に、Ａ３はＮ１とＮ２に、Ａ４はＮ２にかかると判断する。

ステップＳ６では、位置確認手段２０３が、部品が複数の筐体高さ位置にかかっているか確認する。具体的には、部品情報データ３０１の筐体高さ名（Ｊ種別）が１つか複数かを確認する。

ステップＳ７では、筐体高さ名（Ｊ種別）が１つの場合に、部品情報データ３０１の筐体高さ名（Ｊ種別）と筐体情報データ３０２の筐体高さ名（Ｎ種別）が同じものを確認し、その筐体高さ名（Ｎ種別）に対応する筐体情報データ３０２の筐体高さ（Ｑ種別）の値を、部品情報データ３０１の筐体高さ（Ｋ種別）に書き込む。具体的には、図１４に示すとおり、Ａ２にはＱ１が、Ａ４にはＱ２が対応する。

ステップＳ８では、部品が複数の筐体高さ位置に掛かっている場合には、部品情報データ３０１の筐体高さ名（Ｊ種別）と筐体情報データ３０２の筐体高さ名（Ｎ種別）を確認し、筐体情報データ３０２の筐体高さ（Ｑ種別）が一番小さい値を部品情報データ３０１の筐体高さ（Ｋ種別）に書き込む。具体的には、図１４に示すとおり、Ａ３にはＱ１が対応する。

ステップＳ９では、クリアランス算出手段２０４が、部品情報データ３０１の部品高さ（Ｆ種別）と浮き許容値（Ｈ種別）と筐体高さ（Ｋ種別）よりクリアランスの値を算出する。具体的には、筐体高さ（Ｋ種別）から部品高さ（Ｆ種別）と浮き許容値（Ｈ種別）とを引いて値を算出する。算出されたクリアランスの値は部品情報データ３０１のクリアランス（Ｌ種別）に書き込む。

ステップＳ１０、１１については、第１の実施形態と同様である。

以上のステップを終えた後、部品情報データ３０１は図１８に示すように情報が書き換えられている。つまり、図１６ではＪ、Ｋ、Ｌがすべて「無」だったが、図１１ではそれぞれ対応する値に書き換えられている。

以上説明した解析手段が有する構成をソフトエウェアによって実現することで、同様の機能を有する設計支援プログラムを得ることもできる。

以上説明したように本実施形態によれば、位置確認手段２０３を有することにより、部品が複数搭載されている場合や筐体の高さが場所によって異なる場合でも治具が必要な部品を自動で確認することができる。

（第４の実施形態）
図１９は、本発明の第４の実施形態に係る設計支援システムの構成を示すブロック図である。第３の実施形態と同じものには、同じ符号を付す。また、第３の実施形態と同様に機能するものについては説明を省略する。本実施形態の設計支援システムは、図１９に示す通りデータ入力手段１００と、入力データ解析手段２０１と、挿入部品抽出手段２０２と、位置確認手段２０３と、クリアランス算出手段２０４と、クリアランス判断手段２０５、データ記憶手段３００と、出力手段４００とを備える。第３の実施形態とは、挿入部品抽出手段２０２を有する点が異なる。

本実施の形態において、ＣＡＤデータは、図２０、図２１に示すような設計図面になっているとする。図２０は上面図、図２１は側面図であり、表面実装部品５と複数の挿入部品２が搭載されたＰＷＢ１が筐体４内に配置されている。本実施形態では、部品が部品記号（Ａ種別）Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４と４つ搭載されているとする。さらに、Ａ１は部品タイプ（Ｂ種別）が表面実装部品、Ａ２、Ａ３、Ａ４は挿入部品とする。また、第３の実施形態と同様に、筐体は高さが一様でなく途中で高さが異なるため、筐体高さ名（Ｎ種別）Ｎ１、Ｎ２と２領域存在するとする。

挿入部品抽出手段２０２は、入力データ解析手段２０１が生成した部品情報データ３０１を参照し、部品タイプ（Ｂ種別）より挿入部品を抽出する。挿入部品抽出手段以降の工程は挿入部品に適用される。

次に、図２２に示すフローチャートを用いて、本発明の実施形態に係る設計支援方法の処理手順を説明する。

ステップＳ３までは第２の実施形態と同様である。例えば、この時点での部品情報データ３０１は図２３、筐体情報データ３０２は図２４に示すような値をもっている。

ステップＳ４では、挿入部品抽出手段２０２が、部品タイプが挿入部品である部品を抽出する。具体的には、入力データ解析手段２０１が作成した部品情報データ３０１を順々に参照して、部品タイプ（Ｂ種別）が挿入部品の場合には挿入部品と判断する。

ステップＳ５では、位置確認手段２０３が、挿入部品抽出手段２０２で抽出した挿入部品と、筐体高さとの位置関係を確認する。具体的方法は、第３の実施形態と同様である。

ステップＳ６〜１１については、挿入部品抽出手段２０２で抽出した抽出部品に適用される点を除いて、第３の実施形態と同様である。

以上のステップを終えた後、部品情報データ３０１は図２５に示すように情報が書き換えられている。つまり、図２３ではＪ、Ｋ、Ｌがすべて「無」だったが、図２５ではそれぞれ対応する値に書き換えられている。

以上説明した解析手段が有する構成をソフトエウェアによって実現することで、同様の機能を有する設計支援プログラムを得ることもできる。

以上説明したように本実施形態によれば、挿入部品抽出手段２０２を有することにより、部品タイプが複数存在する、つまり、挿入部品だけでなく噴流する溶融半田による浮き上がりが発生しない表面実装部品が存在する場合でも、挿入部品を抽出し、治具が必要な部品を自動で確認することができる。

（第５の実施形態）
図２６は、本発明の第５の実施形態に係る設計支援システムの構成を示すブロック図である。第４の実施形態と同じものには、同じ符号を付す。また、第４の実施形態と同様に機能するものについては説明を省略する。本実施形態の設計支援システムは、図２６に示す通りデータ入力手段１００と、入力データ解析手段２０１と、挿入部品抽出手段２０２と、クリアランス算出手段２０４´と、クリアランス判断手段２０５と、データ記憶手段３００と、出力手段４００とを備える。第４の実施形態とは、位置確認手段２０３を有しない点、および、クリアランス算出手段のクリアランス算出方法が異なる。本実施の形態において、ＣＡＤデータは第４の実施形態と同様であるとする。

クリアランス算出手段２０４´は、挿入部品抽出手段２０２が抽出した挿入部品について、部品情報データ３０１のリード長さ（Ｇ種別）と浮き許容値（Ｈ種別）と、筐体情報データ３０２のＰＷＢ板厚（Ｓ種別）よりクリアランスを算出する。

図２７は、本発明の実施形態に係る設計支援方法の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ４までは、第４の実施形態と同様である。以下のステップでは、ステップＳ４で抽出された挿入部品について適用される。

ステップＳ９´では、クリアランス算出手段２０４´が、部品情報データ３０１のリード長さ（Ｇ種別）と挿入部品の浮き許容値（Ｈ種別）と、筐体情報データ３０２のＰＷＢ板厚（Ｓ種別）から、半田面側に出るリードの長さをクリアランスの値として算出する。具体的には、リード長さ（Ｇ種別）から挿入部品の浮き許容値（Ｈ種別）とＰＷＢの板厚（Ｓ種別）とを引いて算出する。算出されたクリアランスは部品情報データ３０１のクリアランス（Ｌ種別）に書き込む。

ステップＳ１０´では、クリアランス判断手段２０５が、部品情報データ３０１のクリアランス（Ｌ種別）の値から押さえ冶具が必要かどうかを確認する。具体的には、クリアランス（Ｌ種別）の値が、基準値０より大きいなら不要で、０以下なら必要と判断する。

ステップＳ１１は、第４の実施形態と同様である。

以上のステップを終えた後、部品情報データ３０１は図２８に示すように情報が書き換えられている。つまり、図２６ではＪ、Ｋ、Ｌがすべて「無」だったが、図２８ではそれぞれ対応する値に書き換えられている。

以上説明した解析手段が有する構成をソフトエウェアによって実現することで、同様の機能を有する設計支援プログラムを得ることもできる。

以上説明したように本実施形態によれば、半田付けする際の挿入部品の浮きが許容値に収まっている場合でも、リードの長さが短いためにリードが半田面側に出ず不良となる可能性があり押さえ治具が必要となるというリード長さの観点からも、ＰＷＢを設計する時点で、治具が必要な部品を自動で確認することができる。

なお、本実施形態に係るクリアランス算出手段は、第１から第４の実施形態に適用することも可能である。また、第１から第４の実施形態と合わせて実施することも可能である。

蒸気の実施形態の一部または全部は、以下のようにも記載されうるが、以下には限定されない。

（付記１）基板上に搭載される部品の高さに関する部品情報と、許される部品浮きの値である浮き許容値と、前記基板が配置される筐体の高さに関する筐体情報とから、高さ方向のクリアランス値を算出するクリアランス確認手段と、前記クリアランス値と設定された基準値とを比較して、押さえ治具の要否を判断するクリアランス判断手段と、
を備える設計支援システム。

（付記２）前記部品情報は、前記基板の部品搭載面からの前記部品の高さである部品高さの情報を有し、前記筐体情報は、前記部品搭載面から前記筐体の内壁側天井面までの前記筐体の高さである筐体高さの情報を有し、前記クリアランス確認手段は、前記筐体高さから前記部品高さ及び前記浮き許容値を引いて前記クリアランス値を算出する付記１に記載の設計支援システム。

（付記３）前記部品情報として、さらに前記部品高さに加えて前記部品の搭載位置に関する情報を有し、前記筐体情報として、高さが一様でない筐体の領域毎の高さに関する情報を有し、前記部品情報および前記筐体情報から、前記部品がかかる筐体高さを判定する位置確認手段を備え、前記クリアランス確認手段は、前記位置確認手段によって確認された前記部品がかかる筐体高さと前記部品高さと前記浮き許容値とからクリアランスを算出する
付記１もしくは２に記載の設計支援システム。

（付記４）前記部品情報として、さらに前記部品高さに加えて前記部品が表面実装部品か挿入部品かを示す部品タイプの情報を有し、前記部品タイプを参照して挿入部品を抽出する挿入部品抽出手段を備える付記１から３のいずれかに記載の設計支援システム。

（付記５）前記部品情報として、前記部品高さに加えて前記部品のリード長さの値を有し、前記筐体情報として、前記部品が搭載される基板の板厚の値を有し、前記クリアランス確認手段は、前記リード長さから前記浮き許容値と前記板厚とをひいて前記クリアランス値を算出する付記１に記載の設計支援システム。

（付記６）さらに、前記部品情報と前記筐体情報を入力するためのデータ入力手段と、前記部品情報と前記浮き許容値とが記憶される部品情報データと、前記筐体情報が記憶される筐体情報データと、を前記データ入力手段を用いて入力されたデータをから作成する入力データ解析手段と、を備える付記１〜５のいずれかに記載の設計支援システム。

（付記７）さらに、前記クリアランス判断手段によって判断された押さえ治具の要否を出力する出力手段を備える付記１〜６のいずれかに記載の設計支援システム。

（付記８）基板上に搭載される部品の高さに関する部品情報と、許される部品浮きの値である浮き許容値と、前記基板が配置される筐体の高さに関する筐体情報とから、高さ方向のクリアランス値を算出するクリアランス確認ステップと、前記クリアランス値と設定された基準値とを比較して、押さえ治具の要否を判断するクリアランス判断ステップと、
を含む設計支援方法。

（付記９）前記部品情報は、前記基板の部品搭載面からの前記部品の高さである部品高さの情報を有し、前記筐体情報は、前記部品搭載面から前記筐体の内壁側天井面までの前記筐体の高さである筐体高さの情報を有し、前記クリアランス確認ステップでは、前記筐体高さから前記部品高さ及び前記浮き許容値を引いて前記クリアランス値を算出する付記８に記載の設計支援方法。

（付記１０）基板上に搭載される部品の高さに関する部品情報と、許される部品浮きの値である浮き許容値と、前記基板が配置される筐体の高さに関する筐体情報とから、高さ方向のクリアランス値を算出するクリアランス確認処理と、前記クリアランス値と設定された基準値とを比較して、押さえ治具の要否を判断するクリアランス判断処理と、
を実行させるための設計支援プログラム。

（付記１１）基板上に搭載される複数の部品の高さに関する部品情報と、許される部品浮きの値である浮き許容値と、前記基板が配置される筐体の高さに関する筐体情報とから、高さ方向のクリアランス値を算出するクリアランス確認手段と、前記クリアランス値と設定された基準値とを比較して、前記複数の部品の各々について押さえ治具を必要とする部品であるか否かを判断するクリアランス判断手段と、を備える設計支援システム。

（付記１２）前記押さえ治具は噴流方式の半田付け工程で用いる治具である付記１〜７、もしくは１１のいずれかに記載の設計支援システム。

１ プリント基板（ＰＷＢ）
２ 挿入部品
３ 実装浮き
４ 筐体
５ 表面実装部品
１００ データ入力手段
２０１ 入力データ解析手段
２０２ 挿入部品抽出手段
２０３ 位置確認手段
２０４ クリアランス算出手段
２０５ クリアランス判断手段
３００ データ記憶手段
３０１ 部品情報データ
３０２ 筐体情報データ
４００ 出力手段

Claims (10)

1. 基板上に搭載される部品の高さに関する部品情報と、許される部品浮きの値である浮き許容値と、前記基板が配置される筐体の高さに関する筐体情報とから、高さ方向のクリアランス値を算出するクリアランス確認手段と、
   前記クリアランス値と設定された基準値とを比較して、押さえ治具の要否を判断するクリアランス判断手段と、
   を備える設計支援システム。
2. 前記部品情報は、前記基板の部品搭載面からの前記部品の高さである部品高さの情報を有し、
   前記筐体情報は、前記部品搭載面から前記筐体の内壁側天井面までの前記筐体の高さである筐体高さの情報を有し、
   前記クリアランス確認手段は、前記筐体高さから前記部品高さ及び前記浮き許容値を引いて前記クリアランス値を算出する
   請求項１に記載の設計支援システム。
3. 前記部品情報として、さらに前記部品の搭載位置に関する情報を有し、
   前記筐体情報として、高さが一様でない筐体の領域毎の高さに関する情報を有し、
   前記部品情報および前記筐体情報から、前記部品がかかる筐体高さを判定する位置確認手段を備え、
   前記クリアランス確認手段は、前記位置確認手段によって確認された前記部品がかかる筐体高さと前記部品高さと前記浮き許容値とからクリアランスを算出する
   請求項１もしくは２に記載の設計支援システム。
4. 前記部品情報として、さらに前記部品が表面実装部品か挿入部品かを示す部品タイプの情報を有し、
   前記部品タイプを参照して挿入部品を抽出する挿入部品抽出手段を備える請求項１から３のいずれかに記載の設計支援システム。
5. 前記部品情報として、前記部品のリード長さの値を有し、
   前記筐体情報として、前記部品が搭載される基板の板厚の値を有し、
   前記クリアランス確認手段は、前記リード長さから前記浮き許容値と前記板厚とをひいて前記クリアランス値を算出する
   請求項１に記載の設計支援システム。
6. さらに、前記部品情報と前記筐体情報を入力するためのデータ入力手段と、
   前記部品情報と前記浮き許容値とが記憶される部品情報データと、前記筐体情報が記憶される筐体情報データと、を前記データ入力手段を用いて入力されたデータをから作成する入力データ解析手段と、
   を備える請求項１〜５のいずれかに記載の設計支援システム。
7. さらに、前記クリアランス判断手段によって判断された押さえ治具の要否を出力する出力手段を備える請求項１〜６のいずれかに記載の設計支援システム。
8. 設計支援システムが備えるクリアランス確認手段により、基板上に搭載される部品の高さに関する部品情報と、許される部品浮きの値である浮き許容値と、前記基板が配置される筐体の高さに関する筐体情報とから、高さ方向のクリアランス値を算出し、
   前記設計支援システムが備えるクリアランス判断手段により、前記クリアランス確認手段にて算出された前記クリアランス値と設定された基準値とを比較して、押さえ治具の要否を判断する、
   ことを特徴とする設計支援方法。
9. 前記部品情報は、前記基板の部品搭載面からの前記部品の高さである部品高さの情報を有し、
   前記筐体情報は、前記部品搭載面から前記筐体の内壁側天井面までの前記筐体の高さである筐体高さの情報を有し、
   前記クリアランス確認手段では、前記筐体高さから前記部品高さ及び前記浮き許容値を引いて前記クリアランス値を算出する、
   ことを特徴とする請求項８記載の設計支援方法。
10. 基板上に搭載される部品の高さに関する部品情報と、許される部品浮きの値である浮き許容値と、前記基板が配置される筐体の高さに関する筐体情報とから、高さ方向のクリアランス値を算出するクリアランス確認処理と、
    前記クリアランス値と設定された基準値とを比較して、押さえ治具の要否を判断するクリアランス判断処理と、をコンピュータに実行させる、
    ことを特徴とする設計支援プログラム。

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