JP6323333B2 - 基板設計方法及び設計装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板設計方法及び設計装置に関する。

回路基板（以下、「ＰＣＢ」とも記述する）には、ケーブルや半導体集積回路（以下、「ＬＳＩ」とも記述）が実装されている。このような回路基板から放射される電磁界放射（以下、「ＥＭＩ」又は「不要電磁界放射」とも記述する）が、低レベルで、かつ、安定に動作するように当該回路基板の設計を行うことが望まれる。このような要望に対して、回路基板から発生するＥＭＩ量が低レベルにするように、回路基板の構成やレイアウトを設計することが行われている。

なお、ＥＭＩの主要因は、回路基板の配線を流れる電流と、この回路基板に接続されたケーブルとが電磁界的な結合をすることが挙げられる。これらの電磁界的な結合により、ケーブルにはコモンモード電流が流れ、この結果ケーブルがアンテナとして作用して不要電磁波放射が起きる。従って、配線を流れる電流が大きくなり、また回路動作が高速化する等により電磁界的な結合が大きくなると、不要電磁波放射量も大きくなる。

不要電磁波放射を抑制するために、回路基板の層構造やレイアウト等の構成、配線を流れる電流特性、ケーブルの長さや接続位置、及び対策部品の追加等の処理が必要となる。しかし、回路基板の製造後にＥＭＩ抑制のための設計変更や対策部品の追加を行うことは困難であり、仮に行っても設計コスト等が大幅に増大する。

そこで、回路基板の設計段階で電気特性を見積もり、その結果から必要に応じて、ＥＭＩを抑制するための対策を行うことが重要となる。回路基板の設計段階において不要電磁波放射量を評価する方法として、基板構成や搭載部品の情報を元に、電気特性を解析する方法が挙げられる。

電気特性の解析方法としては、ＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ）法やモーメント（ＭＯＭ）法、有限要素（ＦＥＭ）法等の電磁界解析手法や、ＳＰＩＣＥ（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｅｍｐｈａｓｉｓ）などの回路解析手法が挙げられる。

しかし、ＳＰＩＣＥではコモンモード電流は直接評価できないため、コモンモード電流に見立てた電流を流す特別な回路モデルを作成する必要が生じる。また、その特別な回路モデルを作成するには、電気回路や電磁波の知識のあるものが特別な処理をする必要があり、深い知識を有していない者には行うことが困難である。また、そのような特殊なモデルを作成しても、解析精度の面で充分な保証が得られない危険性もある。そのため、ＳＰＩＣＥでのコモンモード電流の見積は非常に困難である。

一方、電磁界解析手法では、対象となる系全体をモデル化するため、ケーブルを流れるコモンモード電流を基に電磁界放射を計算することが可能である。しかし、ケーブルを含めた回路基板全体をモデル化して放射電磁界を算出する場合には、膨大な計算コストが必要となる。一般的に、計算コストと解析精度はトレードオフの関係にあるため、単純に計算コストを下げようとした場合には解析精度が低下して、解析結果への充分な保証は得られなくなる。

このような理由から、回路基板の設計段階において、不要電磁波放射量を予測するために、ケーブルに流れるコモンモード電流を含めた特性を短時間で、かつ、必要な解析精度で予測できる手法が必要となる。

加えて、この手法は、電気回路や電磁波に関する深い知識を有していないものでも使用可能であることが要求される。

このような、ケーブルからの不要電磁波放射を改善するための技術として多くの提案が成されている。例えば、特開２００１−３１８９６１号公報では、短時間でケーブルからのＥＭＩを抑制する設計指針を得るために、回路基板のレイアウト情報から、電子デバイスと配線とグラウンドプレーンとを電磁界解析用のモデルに変換し、電子デバイスの動作に伴いグラウンドプレーン近傍に発生する電界強度の分布を算出している。そして、この電界強度が弱い部分にケーブルを接続することによってケーブルからのＥＭＩを抑制している。

また、特開平１１−１６１６９０号公報では、入力データを設定することにより電磁界強度算出のための電気回路機器のモデルを作成するモデル作成部を備えた電磁界強度算出装置が提案されている。そして、電気回路機器の外形寸法を入力させ、また電気回路機器をメッシュ化して解析するための解析周波数を入力させる手順を格納するナビゲーションファイルと、該ナビゲーションファイルに格納されている手順を順次表示する表示部とを備え、該表示部に表示される手順に従って利用者が会話的に入力データを設定する。

さらに、特開平７−３０２２７８号公報では、特開平１１−１６１６９０号公報において行う電磁界強度を、入力データ作成者の熟練度に依存しない最適な解析入力データが得られるようにした提案が成されている。

特開２００１−３１８９６１号公報 特開平１１−１６１６９０号公報 特開平７−３０２２７８号公報

しかしながら、特開２００１−３１８９６１号公報にかかる技術においては、回路基板上のケーブル接続箇所に対する定性的な設計変更の指針を得るためには有効ではあるものの、不要電磁波放射の具体的な放射量を定量的に計算することができない。このため、回路基板の設計初期段階において、不要電磁波放射が小さくなると考えられる箇所にケーブルを接続するように設計できても、その構成で規制値を満たすことができるか否かの判断ができない問題があった。このことは、不要電磁波放射を抑制するため対策を行うべきなのかどうかの判断ができないことを意味している。

また、特開平１１−１６１６９０号公報にかかる技術と特開平７−３０２２７８号公報にかかる技術とを組み合わせた際には、確かに電気回路や電磁波に関する深い知識を有していない人でも、回路基板の構成から電磁界解析のモデルを作成してＥＭＩの定量的な算出を行うことが可能になる。

しかし、その求められた定量値に基づき対策を行うべきか否かの判断基準が存在しないため、回路基板の設計に反映させることができない問題がある。

また、具体的な回路基板の設計変更手法や対策部品を装置の中に有することも可能であるが、具体的なＥＭＩの定量値を算出した際、それらのＥＭＩ対策に効果がある手法をどのように用いればどう改善されるかの指針がないため、電気回路や電磁波に関する深い知識を有していない人では、この手法を用いて、回路基板の設計段階から低ＥＭＩのための対策が施された回路基板の設計を行うことは困難である。

そこで、本発明の主目的は、ケーブルが接続され、ＬＳＩが実装される回路基板の設計段階において、不要電磁波放射が低レベルとなるような構成を、電気回路や電磁波に関する深い知識を有していない人でも、短時間で精度良く設計するための基板設計方法及び設計装置を提供することである。

上記課題を解決するため、回路基板の設計に用いる基板設計装置に係る発明は、ケーブルが接続される回路基板の設計情報に基づき、ケーブルから放射されるＥＭＩ特性を導出するＥＭＩ特性導出ユニットと、ＥＭＩ特性の許容条件であるＥＭＩ許容条件を格納する判定基準データベースと、ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすか否かを判定するＥＭＩ条件判定部と、ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさなかった場合、ＥＭＩ許容条件を満たすために必要な回路基板の構成を変更するための変更指針と該変更指針に対応した改善効果とを格納する改善効果データベースと、基板の構成変更を行う際の制限事項を格納する制限事項データベースと、変更指針と制限事項に従い基板の構成変更を行う構成変更ユニットと、を備えることを特徴とする。

また、回路基板の設計に用いる基板設計方法に係る発明は、ケーブルが接続される回路基板の設計情報に基づき、ケーブルから放射されるＥＭＩ特性を導出するＥＭＩ特性導出手順と、判定基準データベースからＥＭＩ特性の許容条件であるＥＭＩ許容条件を取得して、ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすか否かを判定するＥＭＩ条件判定手順と、ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさなかった場合、改善効果データベースからＥＭＩ許容条件を満たすために必要な回路基板の構成を変更するための変更指針と該変更指針に対応した改善効果とを取得すると共に、制限事項データベースから回路基板の構成変更を行う際の制限事項を取得して、変更指針と制限事項に従い基板の構成変更を行う構成変更手順と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、不要電磁波放射量を定量的に評価して、許容値を満たすように構成変更するので、電気回路や電磁波に関する深い知識を有していない人でも、短時間で精度良く不要電磁放射の少ない回路基板が設計できるようになる。

本発明の第１実施形態にかかる基板設計装置のブロック図である。 本実施形態にかかる構成変更手順を示したフローチャートである。 構成変更手順の説明の適用される基板の上面図である。 図３における基板のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる基板設計装置のブロック図である。 基板のモデル化の説明に適用される図で、基板の接地電位に対するケーブルの解析モデルを示した図である。 基板のモデル化の説明に適用される図で、基板の構成を示した図である。 基板のモデル化の説明に適用される図で、配線の等価回路を示した図である。 基板のモデル化の説明に適用される図で、ケーブルと基板との等価回路を示した図である。 基板設計装置の処理手順を示すフローチャートである。 基本ＥＭＩ特性導出を演算により導出する手順を示したフローチャートである。 基板の等価回路を例示した図である。 本発明の第３実施形態にかかる基板設計装置のブロック図である。 基板設計装置の処理手順を示したフローチャートである。 モデル解析により基本ＥＭＩ特性の導出手順を示すフローチャートである。 基本設計情報から作成された基板の３次元解析モデルの例である。 本発明の第４実施形態にかかる基板設計装置のブロック図である。 基板設計装置の処理手順を示したフローチャートである。 変更部における処理手順を示したフローチャートである。 追加変更部における処理手順を示すフローチャートである。 追加変更ＥＭＩ特性の導出手順を示すフローチャートである。 ＥＭＩ特性計算部が算出したＥＭＩ特性示す図である。 ＥＭＩ改善量示す図である。 追加変更ＥＭＩ特性を示す図である。 第４実施形態にかかる他の構成の基板設計装置のブロック図である。 図２０に示す基板設計装置の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の第５実施形態にかかる基板設計装置のブロック図である。 配線の内層化割合の変更例を示した図で、Ａは基板の上面図ある。 配線の内層化割合の変更例を示した図で、図２３ＡにおけるＡ−Ａ断面図である。 改善効果をテーブル形式で例示した図で、配線のインピーダンス、長さ等の信号線構造特性に対して内層化割合を変化させたときの改善効果を示す図である。 改善効果をテーブル形式で例示した図で、信号線構造特性に対して周波数を変化させたときの改善効果を示す図である。 改善効果をグラフ形式で例示した図で、図２４Ａに示したデータをグラフ化した図である。 改善効果をグラフ形式で例示した図で、図２４Ｂに示したデータをグラフ化した図である。 基板設計装置の処理手順を示すフローチャートである。 内層化処理手順を示したフローチャートである。 配線構造変更処理の具体的な処理手順を示したフローチャートである。 配線構造変更処理の具体例を示した図で、基板の断面図である。 配線構造変更処理の具体例を示した図で、配線とＧＮＤ配線とを環流するように流れるコモンモード電流を模式的に示した図である。 信号特性変更処理の具体的手順を示すフローチャートである。 信号特性変更処理により信号電圧の立ち上がり時間を変えた場合の信号波形を示した図で、周期Ｔ、立ち上がり時間等で定義されるパルス信号の信号電圧を例示した図である。 信号特性変更処理により信号電圧の立ち上がり時間を変えた場合の信号波形を示した図で、図３１Ａの信号電圧の周波数に対する振舞を例示した図である。 対策部品追加処理手順を示したフローチャートである。 対策部品追加処理の具体例で、基板の部分上面図である。 対策部品追加処理の具体例で、等価回路モデルである。 対策部品追加処理の具体例で、配線を流れる信号の電圧特性を模式的に示した図である。 ケーブル構造変更処理を示すフローチャートである。 ケーブル構造変更処理の具体例を示した図で、ケーブル長を変更した場合における基板の部分上面図である。 ケーブル構造変更処理の具体例を示した図で、周波数に対する放射電界特性を示した図である。 追加変更ＥＭＩ特性導出手順を示すフローチャートである。 第５実施形態にかかる他の基板設計装置のブロック図である。 第５実施形態にかかるさらに他の基板設計装置のブロック図である。 本発明の第６実施形態にかかる基板設計装置のブロック図である。 第６実施形態にかかる他の構成の基板設計装置のブロック図である。 第６実施形態にかかるさらに他の構成の基板設計装置のブロック図である。 第７実施形態の説明に適用される基板の構成図で、基板の平面図である。 図４２ＡにおけるＡ−Ａ断面図である。 電気特性及びＥＭＩ特性を例示した図で、配線を流れる電流の電気特性である。 ＥＭＩ特性の最大値を示した図である。 配線の内層化を説明する基板の構成図で、基板の上面図である。 図４４ＡにおけるＡ−Ａ矢視断面図である。 配線内層化割合を変えたときの改善効果を示したグラフである。 配線内層化前のＥＭＩ特性の最大値を示した図である。 図４２Ａに対応する基板における配線を内層化した際の構成を示す図で、基板の平面図である。 図４７ＡにおけるＡ−Ａ断面図である。 配線内層化後のＥＭＩ特性の最大値を示した図である。

不要電磁波放射は、ＥＭＩ（ＥＭＩ）の主要因と目されており、基板の電源−ＧＮＤ間の電圧変動より発生する場合、ＬＳＩ等の動作中の素子から発生する場合、ＬＳＩ等に接続された配線を流れる電流から直接発生する場合、基板に接続されたケーブルと基板上の配線とが電気的に結合して発生する場合が例示できる。以下の説明では、ケーブルと配線との間で生じる不要電磁波放射を例に説明するが、かかる放射に限定するものではないことを予め付言する。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる基板設計装置２００Ａのブロック図である。

この基板設計装置２００Ａは、入力部１、ＥＭＩ特性導出ユニット２Ａ、ＥＭＩ条件判定部３、構成変更ユニット５Ａ、出力部８を備えると共に、判定基準データベース４、改善効果データベース６、制限事項データベース７を備えている。

そして、入力部１からケーブルが接続された基板（回路基板）の構成情報及び、ＬＳＩを含む実装された部品情報を含む設計情報が入力される。

ＥＭＩ特性導出ユニット２Ａは、入力された設計情報に基づき基板から発生するＥＭＩ特性を導出する。なお、入力部１を経て入力された設計情報を基本設計情報、この基本設計情報に基づき導出されたＥＭＩ特性を基本ＥＭＩ特性と記載して、後述する変更設計情報、変更ＥＭＩ特性、追加変更設計情報、追加変更ＥＭＩ特性と区別する。そして、これらを総称して、設計情報及びＥＭＩ特性と記載する。

ＥＭＩ条件判定部３は、基本ＥＭＩ特性に基づき、この基板が低ＥＭＩ特性となるように、又は所定の条件を満たすように設計されているか否かを判断する。

具体的には、ＥＭＩ条件判定部３は、判定基準データベース４からＥＭＩ許容条件を抽出する。このＥＭＩ許容条件は、基本ＥＭＩ特性に対する許容範囲を示している。そこで、ＥＭＩ条件判定部３は、基本ＥＭＩ特性とＥＭＩ許容条件との比較を行い、ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たしているか否かを判断する。

判定基準データベース４に格納されているＥＭＩ許容条件は、基本ＥＭＩ特性の許容限界値等を示す条件であれば良い。例えば、規格によって定められたＥＭＩの周波数特性が例示できる。判定基準データベース４に予め複数のＥＭＩ許容条件が格納されている場合には、基本ＥＭＩ特性に応じたＥＭＩ許容条件が取得される。

基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさないと判断された場合は、構成変更ユニット５Ａは、基本ＥＭＩ特性を改善するように基板の構成変更（基板構成変更）を行う。

基板構成変更は、改善効果データベース６から変更指針と改善効果とを取得し、また制限事項データベース７から制限事項を取得して行われる。

変更指針は、ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさなかった場合に、基板構成を変更する際の指針を示している。また、改善効果は、当該変更指針に基づき基板構成が変更された場合におけるＥＭＩ特性の改善効果を示している。さらに、制限事項は、基板構成の変更を行う際の制限事項を示している。

そして、基板の構成変更を行う場合には、制限事項の下で変更指針に従って行う。無論、このときの構成変更により期待できる改善効果を加味しても、構成変更した基板のＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさない場合には、他の変更指針に従った構成変更を行う。即ち、ＥＭＩ条件判定部３は、基本ＥＭＩ特性に対して改善効果を勘案するとＥＭＩ許容条件を満たすような変更指針を選択して、基板構成変更を行う。

その後、構成変更ユニット５Ａは、基板構成の変更結果を出力部８に出力する。このときの出力情報として、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、変更設計情報、変更ＥＭＩ特性及び、ＥＭＩ許容条件が例示できる。なお、変更設計情報は、基本設計情報に対する変更分を示す差分情報であっても良い。

次に、基板設計装置２００Ａにおける構成変更手順を説明する。図２は、本実施形態にかかる構成変更手順を示したフローチャートである。

また、構成変更手順の説明に際しては、図３及び図４に示す基板の例を参照する。図３は、基板３００の上面図であり、図４は図３におけるＡ−Ａ断面図である。この基板３００は、基板３９を備え、この基板３９に送信側ＬＳＩ３１、受信側ＬＳＩ３２、抵抗やコンデンサ等の実装部品３４、コネクタ３５が実装されている。また、コネクタ３５にはケーブル３６が接続されている。

基板３９は、図４に示すように、誘電体層４２と、ＧＮＤや電源等の内部導体層４３を含む多層基板で、基板３９の上面（表面）には例えば送信側ＬＳＩ３１と受信側ＬＳＩ３２とを接続する配線３３が形成されている。そして、配線３３に電流３７が流れると、この配線３３とケーブル３６とが電気的に結合して、ケーブル３６がアンテナとして作用する。この結果、ケーブル３６からＥＭＩが放射される。

ステップＳＡ１： （基本設計情報入力処理）
先ず、入力部１から基本設計情報が入力される。この基本設計情報の入力はユーザが入力しても良く、また回路ＣＡＤ等の電子データが入力されても良い。

ステップＳＡ２： （ＥＭＩ導出処理）
ＥＭＩ導出ユニット２Ａは、基本設計情報から基本ＥＭＩ特性を導出する。

ステップＳＡ３： （比較処理）
基本ＥＭＩ特性は、ＥＭＩ条件判定部３に送られる。ＥＭＩ条件判定部３は、判定基準データベース４からＥＭＩ許容条件を取得して、基本ＥＭＩ特性とＥＭＩ許容条件との比較を行う。

ステップＳＡ４： （判断処理）
そして、基本ＥＭＩ特性とＥＭＩ許容条件との比較した結果に基づき、ＥＭＩ条件判定部３は、基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすか否かを判断する。

ステップＳＡ５： （結果出力処理）
ステップＳＡ４において基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすと判断された場合は、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件が、出力部８に出力される。

ステップＳＡ６： （基板構成変更処理）
一方、基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさないと判断された場合は、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件が、構成変更ユニット５Ａに出力される。そこで、構成変更ユニット５Ａは、改善効果データベース６から変更指針及び改善効果を取得し、また制限事項データベース７から制限事項を取得する。

そして、制限事項の下で変更指針に従い改善効果が得られるように基板の構成を変更する。この基板構成の変更により得られた変更設計情報及び変更ＥＭＩ特性は、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件と共に出力部８に出力される。

以上により、基本設計情報、変更設計情報、ＥＭＩ特性、変更ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件等により設計状態や設計マージンが定量的に取得できるので、設計変更が容易になると共に、信頼性の高い設計が可能になる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。図５は、本発明の第２実施形態にかかる基板設計装置２００Ｂのブロック図である。

本実施形態は、第１実施形態におけるＥＭＩ特性導出ユニット２ＡをＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂに変更した点が相違する。このＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂは、パラメータ抽出部１０及びＥＭＩ特性計算部１１を含んで、基本設計情報から簡易的な解析演算により基本ＥＭＩの特性を導出する。

このため、パラメータ抽出部１０は、基本設計情報の中から基本ＥＭＩ特性の導出に必要な情報だけを抽出する。ここで抽出される情報としては、基板の外形サイズ、層構造、配線のサイズ、配線を流れる電流の特性、配線の入力インピーダンス、配線の終端条件、ケーブルの接続位置情報、ケーブルの長さ等が例示できる。

そして、ＥＭＩ特性計算部１１は、パラメータ抽出部１０によって抽出されたパラメータを用いて基本ＥＭＩ特性を導出する。

なお、ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂにおける基本ＥＭＩ特性を導出する方法としては、例えば非特許文献１〜非特許文献３に記載されている方法（以下、閉形式最大放射見積法と呼称する）が適用可能である。しかしながら、本発明は、閉形式最大放射見積法に限定するものではないことを予め付言する。
＜非特許文献１＞
"Model for Estimating Radiated EMIssions From a Printed Circuit Board With Attached Cables Due to Voltage−Driven Sources"， IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY， VOL．47， No．4， NOVEMBER 2005， Hwan−Woo Shim and Todd H． Hubing
＜非特許文献2＞
"Estimating Maximum Radiated EMIssions From Printed Circuit Boards With an Attached Cable"， IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY， VOL．50， No．1， FEBRUARY 2008，， Shaowei Deng， Todd Hubing， and Daryl Beetner
＜非特許文献3＞
"Derivation of a Closed−Form Approximate Expression for the Self−Capacitance of a Printed Circuit Board Trace" ， IEEE TRANSACTIONS ON ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY， VOL． 47， NO． 4， NOVEMBER 2005，Hwan W and Todd H． Hubing
この閉形式最大放射見積法では、基本ＥＭＩ特性の算出に際して、図６に示すように基板のモデル化が行なわれる。なお、図６Ａは基板１０２の接地電位に対するケーブルの解析モデルを示した図、図６Ｂは基板１０２の構成を示した図、図６Ｃは配線１１２、ケーブル１１１、基板１１０の電圧と容量の関係を示した図、図６Ｄは配線１１２、ケーブル１１１のコモンモード電圧と容量の関係を示した図である。

図６Ａに示す解析モデルでは、基板１０２に長さＬのケーブル１１１が接続され、このケーブル１１１の一端が接地されている。そして、ケーブル１１１からのＥＭＩを考える。このモデルは、大地１００に長さＬのモノポールアンテナを接地し、このモノポールアンテナに電力供給したとするモデルに置換えて考えることができる。そこで、以下の説明においては、適宜ケーブル１１１をモノポールアンテナ１０１と記載する。

今、接地点Ｐ１から距離ｒ、角度θの点Ｐ２におけるＥＭＩ量を｜Ｅ_θ｜、モノポールアンテナ１０１を流れるコモンモード電流をＩ_０とする。このとき、ＥＭＩ量は、

で与えられる。

関数Γ（θ，ｋＬ）は、

である。

ここで、ｋは波数であり、想定する波長λとの間に

の関係が成立つ。

また、周波数ｆと波長λとは、

の関係を満たす。

ここで式２より、アンテナ長Ｌが１［ｍ］のときの低周波（ｆ≦５００ＭＨｚ）におけるＥＭＩ特性の最大値は、Γ_ｍａｘ（θ，ｋ）＝２．７６となる。

一方、モノポールアンテナ１０１を流れるコモンモード電流Ｉ_０は、供給電圧Ｖとモノポールアンテナ１０１の入力抵抗Ｒ_ｉｎとの間で、

の関係式が成り立つ。

ここで、アンテナ長Ｌがλ／４と等しくなる周波数のとき、ＥＭＩは最大値となる。

このときの入力抵抗Ｒ_ｉｎは、最小値Ｒ_ｍｉｎ＝３７［Ω］となる。

以上のことから、モノポールアンテナ１０１にコモンモード電圧Ｖ_ＣＭの電圧が供給されたとき、最大の｜Ｅ_θ｜を｜Ｅ｜_ｍａｘとすると、式１、式２、式５より、｜Ｅ｜_ｍａｘは、

となる。

なお、式６は、１［ｍ］の長さのモノポールアンテナ１０１からのＥＭＩの最大値を示す式である。

実効長Ｌ_{ｂｏａｒｄ}の基板（基板実効長は、一般には基板平面の対角長さを指す）に長さＬ_{ｃａｂｌｅ}のケーブルが接続されている場合のＥＭＩの最大値｜Ｅ｜は、ケーブル長及び基板サイズによる補正係数を掛け合わせて、

のように求められる。

ここで、ｋｒｃはケーブル長が放射量に与える影響を示す係数であり、解析する波長λとケーブル長Ｌ_{ｃａｂｌｅ}とに対して、

の関係が成り立つ。

また、ｋｂｓは基板平面の大きさが放射量に与える影響を示す係数であり、基板の実効長Ｌ_{ｂｏａｒｄ}と解析する波長λとに対して、

の関係が成り立つ。

一方、図６Ｃ、図６Ｄに示すように、基板１１０とケーブル１１１との間に生じるコモンモード電圧Ｖ_ＣＭは、基板１１０に形成された配線１１２に印加されるディファレンシャルモード電圧Ｖ_ＤＭより変換され、配線１１２の寄生容量Ｃ_{ｔｒａｃｅ}及び基板１１０の寄生容量Ｃ_{ｂｏａｒｄ}より、

のように表される。

ここで、Ｃ_{ｂｏａｒｄ}は、基板１１０の平面面積Ｓ_ＢＡを用いて、

のように表せる。

なお、Ｃ_{ｔｒａｃｅ}は、静電界の解析エンジンを用いて導出しても良いが、以下に示すような閉形式近似式（ｃｌｏｓｅｄ−ｆｏｒｍ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ）で、配線１１２の形状から定義できる。

この場合、図６Ｂに示すように、配線１１２のリターンパスからの距離をｈ_ｔ、配線長をＬ_ｔ、基板１１０の長辺の長さをＬ_ｃ、短辺の長さをＷ_ｃとして、それぞれのパラメータを用いると、Ｃ_{ｔｒａｃｅ}は、

で与えることができる。

ここでＣ_ＤＭは、無限に広いリターンプレーンを有する配線の容量であり、配線の幅をＷ_ａとすれば、

で表される。

Ｆは、

である。以上により、ＥＭＩ特性の最大値が算出できる。

さて、このようにして基本ＥＭＩ特性がパラメータ抽出処理を経て導出されると、この基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすか否かの判断が行われ、満たさない場合には、構成変更ユニット５Ａで基板構成の変更が行われる。

図７は、基板設計装置２００Ｂの処理手順を示すフローチャートである。処理手順は、図２に示した処理手順と概ね同じであるが、ステップＳＢ２の具体的処理が異なる。

即ち、ステップＳＢ１、ステップＳＢ３〜ステップＳＢ５は、ステップＳＡ１、ステップＳＡ３〜ステップＳＡ５と同じ処理である。以下、同じ処理は適宜説明を省略する。そして、ステップＳＢ２において、基本ＥＭＩ特性が演算により導出される。

ステップＳＢ１： （基本設計情報入力処理）
入力部１から基板の基本設計情報が入力される。

ステップＳＢ２： （ＥＭＩ特性導出処理）
ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂは、パラメータ抽出処理及び演算処理を行って、基本ＥＭＩ特性を導出する。図８は、この基本ＥＭＩ特性導出を演算により導出する手順を示したフローチャートである。

ステップＳＢ２＿１： （パラメータ抽出処理）
まず、パラメータ抽出部１０は、基本設計情報から基本ＥＭＩ特性の演算に用いるパラメータを抽出する。図９は、図３及び図４に示した基板３００の等価回路を示した図である。この場合、パラメータ抽出部１０は、基本設計情報から送信側パラメータ５１、受信側パラメータ５２、配線パラメータ５３、ケーブル接続パラメータ５５、基板パラメータ５４等を抽出する。

なお、送信側パラメータ５１は、送信側ＬＳＩ３１からの送信電圧特性または送信電流特性、送信側インピーダンス等である。受信側パラメータ５２は、受信側ＬＳＩ３２や実装部品３４による配線の終端条件、受信側インピーダンス等である。配線パラメータ５３は、電流３７が流れる配線３３の位置、長さ、幅、ＧＮＤ間距離等の情報である。ケーブル接続パラメータ５５は、ケーブル３６の長さやコネクタ３５の位置、ケーブル３６に接続される部品の有無等の情報である。基板パラメータ５４は、基板の水平面サイズに関する情報である。

ステップＳＢ２＿２： （演算処理）
次に、ＥＭＩ特性計算部１１は抽出されたパラメータを上述した閉形式最大放射見積法における各式に適用して、基本ＥＭＩ特性等を算出する。

ステップＳＢ３〜ステップＳＢ６：
図７に戻り説明を続ける。基本ＥＭＩ特性が算出された後は、図２に示したステップＳＡ３〜ステップＳＡ６と同様の処理により、基本ＥＭＩ特性とＥＭＩ許容条件との比較、基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすか否かの判断が行われる。そして、基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさない場合には、構成変更ユニット５Ａで基板構成の変更が行われて、変更設計情報及び変更ＥＭＩ特性が作成される。その後、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、変更設計情報、変更ＥＭＩ特性及びＥＭＩ許容条件が出力部８に出力される。

以上説明したように、基本設計情報から演算により基本ＥＭＩ特性が取得できるようになる。そして、基本ＥＭＩ特性や変更ＥＭＩ特性が定量的に取得できる。従って、現在の基板の問題点が定量的に把握できるようになり、品質の高い基板の設計が容易に行えるようになる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を説明する。なお、上述した各実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。図１０は、本発明の第３実施形態にかかる基板設計装置２００Ｃのブロック図である。

本実施形態は、第１実施形態におけるＥＭＩ特性導出ユニット２ＡをＥＭＩ特性導出ユニット２Ｃに変更した点が相違する。このＥＭＩ特性導出ユニット２Ｃは、モデル生成部１３、モデル解析部１４を含んでいる。そして、モデル生成部１３により基本設計情報から簡易的にモデルを作成し、モデル解析部１４により作成されたモデルを解析することにより基本ＥＭＩ特性を導出する。

なお、解析モデルとしては、基板の外形や層構造、部品やケーブルの接続等の情報が再現でき、ＬＳＩの動作信号等からなるノイズ源の付加された、電磁界解析用のモデルが例示できる。

また、モデル解析部１４は、モデル生成部１３によって生成された解析モデルを、ツールの特徴や解析精度に応じて空間的にメッシュ分割する。そして、ＦＤＴＤ法やモーメント法、有限要素法等の電磁界解析手法を用いてモデル解析することで、基本ＥＭＩ特性を求める。従って、ケーブルから発生する不要電磁波放射が、直接解析的に求めることができる。

一般に、モデル解析に要する時間は、解析精度の向上と共に増大する。従って、基板の設計段階に対応した解析精度を設定することで、解析時間の短縮及び計算コストの抑制を図ることが好ましい。かかる解析精度を実質的に規定する条件として、モデルの分割数が例示できる。そこで、モデル解析部１４に基板の設計段階に対応した分割数を調整する機能又は設定するための指針を記憶することが好ましい。

図１１は、基板設計装置２００Ｃの処理手順を示したフローチャートである。なお、図２に示した処理手順と概ね同じ処理であるが、ステップＳＣ２の具体的処理が異なる。即ち、ステップＳＣ１、ステップＳＣ３〜ステップＳＣ６は、ステップＳＡ１、ステップＳＡ３〜ステップＳＡ６と同じ処理である。以下、同じ処理は適宜説明を省略する。

ステップＳＣ２においては、基本ＥＭＩ特性をモデル解析により導出する。図１２は、このモデル解析により基本ＥＭＩ特性の導出手順を示すフローチャートである。なお、以下の説明においては、解析対象として図３及び図４に示した基板３００とし、解析手法としてＦＤＴＤ法を用いる場合を例に説明する。

ステップＳＣ１： （基本設計情報入力処理）
図１１において、入力部１に基本設計情報が入力される。

ステップＳＣ２： （基本ＥＭＩ特性導出処理）
ＥＭＩ導出ユニット２Ｃは、図１２に示すように、基本設計情報に基づき解析モデルを作成し（解析モデル作成処理）、この解析モデルを解析して（モデル解析処理）、基本ＥＭＩ特性を導出する。

ステップＳＣ２＿１： （解析モデル作成処理）
即ち、モデル生成部１３は、基本設計情報から電磁界解析を行うために必要な解析モデルを作成する。この解析モデルは、図３及び図４に示す基板の基本設計情報から、図１３に示すような送信側パラメータ６１、受信側パラメータ６２、配線パラメータ６３、ケーブル接続パラメータ６５、基板パラメータ６４等を抽出して形成された３次元解析モデルである。

なお、送信側パラメータ６１は、送信側ＬＳＩ３１からの電流を流すための３次元解析に適応した送信信号源と、送信側ＬＳＩ３１の構成及び特性から解析に必要な部分とを抽出して作成される。受信側パラメータ６２は、受信側ＬＳＩ３２及び実装部品３４の構成及び特性から解析に必要な部分だけを抽出して作成される。配線パラメータ６３は、配線３３の３次元構成情報である。ケーブル接続パラメータ６５は、ケーブル３６の構成、ケーブル３６が接続されたコネクタ３５の位置や接続された部品の構成及び特性から抽出されて作成される。基板パラメータ６４は、基板の３次元構成情報である。

ステップＳＣ２＿２： （モデル解析処理）
モデル解析部１４は、作成された解析モデルを分割する。この分割は、適切なサイズになるようメッシュの数を調整する等の指針（予めモデル解析部１４に設定されている）に基づき行われる。そして、メッシュ分割された解析モデルに対してＦＤＴＤ法のメカニズムで電磁界解析を行うことにより基本ＥＭＩ特性を導出する。

ステップＳＣ３〜ＳＣ６：
図１１に戻り説明を続ける。ＥＭＩ条件判定部３は、基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすか否かの判断を行う。そして、満たさない場合には、構成変更ユニット５Ａにより基板構成の変更が行われて変更設計情報及び変更ＥＭＩ特性が導出される。

以上説明したように、基本設計情報から解析モデルを作成し、この解析モデルを解析することにより基本ＥＭＩ特性が取得できるようになる。そして、基本ＥＭＩ特性、変更ＥＭＩ特性に基づき定量的に設計マージンを知ることが可能になる。従って、現在の基板の問題点が定量的な観点から把握できるようになり、品質の高い基板の設計が可能になる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態を説明する。なお、上述した各実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。図１４は、本発明の第４実施形態にかかる基板設計装置２００Ｄのブロック図である。

本実施形態は、図５に示す第２実施形態のシステム構成における構成変更ユニット５Ａに代えて、構成変更ユニット５Ｂを用い、さらに追加対策データベース１７が追加された構成となっている。この構成変更ユニット５Ｂは、変更部１５Ａ及び追加変更部１６Ａを含む。

そして、ＥＭＩ条件判定部３において、基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさないと判断されたとき、変更部１５Ａは変更指針、改善効果、制限事項に従い、基板構成を変更する。

そして、構成変更が行われた基板のＥＭＩ特性が変更ＥＭＩ特性として導出される。変更ＥＭＩ特性は、ＥＭＩ条件判定部３に戻される。このとき、変更ＥＭＩと共に、変更内容を示す変更設計情報がＥＭＩ条件判定部３に出力される。変更設計情報としては、構成変更後の基板設計情報、又は構成変更後の基板設計情報と基本設計情報との差分とする。

ＥＭＩ条件判定部３は、変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすか否かを判断し、満たさないと判断した場合は、追加変更部１６Ａに変更ＥＭＩ特性、変更設計情報、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件を出力する。

追加変更部１６Ａは、追加対策データベース１７から追加して行う構成変更に関する追加変更指針及び、当該追加変更指針に従い基板構成した際に期待できる改善効果（追加改善効果）を取得する。さらに、制限事項データベース７から制限事項を取得する。そして、制限事項の下で基板構成の追加変更を行う。追加変更された基板構成は、追加変更設計情報としてＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂに出力される。

ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂは、追加変更設計情報に基づきＥＭＩ特性を導出し、これを追加変更ＥＭＩ特性としてＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂに出力する。

図１５は、基板設計装置２００Ｄの処理手順を示したフローチャートである。図１５に示す処理手順は、図７に示した処理手順と概ね同じであるが、図７におけるステップＳＢ６が、ステップＳＤ６〜ステップＳＤ１０に対応する構成となっている点が相違する。即ち、ステップＳＤ１〜ステップＳＤ５は、ステップＳＢ１〜ステップＳＢ５と同じ処理である。以下、同じ処理は適宜説明を省略する。

ステップＳＤ１〜ＳＤ５：
基本設計情報に基づき基本ＥＭＩ特性が導出され、ＥＭＩ許容条件を満たすか否かの判断が行われる。そして、基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ条件を満たす場合には、基板設計情報、基本ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件が出力部８に出力される。

ステップＳＤ６：
一方、基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさない場合、ＥＭＩ条件判定部３は、基板設計情報、基本ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件等を変更部１５Ａに出力する。変更部１５Ａは、改善効果データベースから変更指針及び、改善効果を取得して、基板構成の変更を行う。

図１６は、変更部１５Ａにおける処理手順を示したフローチャートである。

ステップＳＤ６＿１： （必要ＥＭＩ改善量抽出処理）
まず、変更部１５Ａは、基本ＥＭＩ特性とＥＭＩ許容条件とを比較し、その結果から必要ＥＭＩ改善量を導出する。この必要ＥＭＩ改善量は、基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすために必要となる改善度合を示す。

例えば、周波数毎に基本ＥＭＩ特性が導出されるので、ＥＭＩ許容条件は周波数毎の基本ＥＭＩ特性の上限値を表している場合、必要ＥＭＩ改善量は、各周波数におけるＥＭＩ許容条件と基本ＥＭＩ特性との差分とすることができる。この際、基本ＥＭＩ特性とＥＭＩ許容条件での特性とは、同じ形式であることが必要（同じ次元を持つことが必要）となるので、ＥＭＩ許容条件は基本ＥＭＩ特性と同じ形式に設定しておくことが好ましい。

ステップＳＤ６＿２： （最大ＥＭＩ改善量抽出処理）
次に、変更部１５Ａは、改善効果データベース６に予め格納された変更指針と改善効果、及び、制限事項データベース７に格納された制限事項に従い最大ＥＭＩ改善量を抽出する。この最大ＥＭＩ改善量は、制限事項の許す範囲で構成を変更した際の最大のＥＭＩ特性の改善量である。

ステップＳＤ６＿３： （ＥＭＩ改善量比較処理）
そして、変更部１５Ａは、最大ＥＭＩ改善量が必要ＥＭＩ改善量以上になっているかどうかを比較判断する。このとき、最大ＥＭＩ改善量が必要ＥＭＩ改善量以下（最大ＥＭＩ改善量＜必要ＥＭＩ改善量）であれば、ステップＳＤ６＿４に進み、最大ＥＭＩ改善量が必要ＥＭＩ改善量以上（最大ＥＭＩ改善量≧必要ＥＭＩ改善量）であれば、ステップＳＤ６＿５に進む。

ステップＳＤ６＿４： （最大基板変更量導出処理）
最大ＥＭＩ改善量が必要ＥＭＩ改善量よりも小さい場合（最大ＥＭＩ改善量＜必要ＥＭＩ改善量）、変更部１５Ａは、基本ＥＭＩ特性を最大ＥＭＩ改善量だけ改善するための構成変更量（最大基板変更量）を導出する。なお、最大基板変更量は、改善効果データベース６及び制限事項データベース７に格納された変更指針と制限事項とに基づき、制限事項が許容する範囲で構成変更を行ったときの基板構成の変化量である。

ステップＳＤ６＿５： （必要基板変更量導出処理）
一方、最大ＥＭＩ改善量が必要ＥＭＩ改善量以上の場合（最大ＥＭＩ改善量≧必要ＥＭＩ改善量）、変更部１５Ａは、必要ＥＭＩ改善量だけ改善するための構成変更量（必要基板変更量）を導出する。この処理は、基板構成の一部を変更した際の各周波数での基本ＥＭＩ特性の改善量と必要基板変更量とを相関付けて改善効果データベース６に予め格納しておくことにより、取得することが可能である。

ステップＳＤ６＿６： （基板構成変更実施処理）
その後、変更部１５Ａは、必要基板変更量、又は、最大基板変更量に従い、基本設計情報を変更し、これを変更基板設計情報としてＥＭＩ条件判定部３に出力する。

以上の処理により、変更設計情報が得られると共に、最大ＥＭＩ改善量または必要ＥＭＩ改善量が、構成変更に伴うＥＭＩ改善効果として得られる。即ち、変更ＥＭＩ特性が得られる。

ステップＳＤ７、ＳＤ８： （ＥＭＩ許容条件判断）
図１５に戻り説明を続ける。変更部１５Ａから変更設計情報及び変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ条件判定部３に出力されると、ＥＭＩ条件判定部３は、変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすか否かを判断する。この判断において、変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たす場合は、出力部８に変更設計情報、変更ＥＭＩ特性、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、及びＥＭＩ許容条件が出力される。しかし、変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさない場合には、ＥＭＩ条件判定部３は、これらの情報を追加変更部１６Ａに出力する。

ステップＳＤ９：
追加変更部１６Ａは、変更設計情報、変更ＥＭＩ特性等をＥＭＩ条件判定部３から受信すると、制限事項データベース７から制限事項を取得すると共に、追加対策データベース１７から追加変更指針及び追加改善効果を取得する。そして、追加変更部１６Ａは、制限事項の下で、追加変更指針及び追加改善効果に基づき基板構成の追加変更を行う。この追加変更により取得された基板設計情報（追加変更設計情報）は、ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂに出力される。

図１７は、追加変更部１６Ａにおける処理手順を示すフローチャートである。

ステップＳＤ９＿１： （追加変更処理選択処理）
追加変更部１６Ａは、追加対策データベース１７から追加変更指針及び追加改善効果を取得し、また制限事項データベース７から制限事項を取得する。そして、制限事項の下で、基板構成を追加して変更するための追加変更指針及び追加改善効果の選択を行う。

このとき、追加変更指針で示される変更手法は、変更部１５Ａで行った構成変更手法と異なる手法である。これは、変更部１５Ａにおいて基本ＥＭＩ特性を改善するための基板構成の変更が既に行われているので、この変更処理を無駄にすることなく、上積みした改善が行えるようにするためである。

ステップＳＤ９＿２： （基板構成追加変更実施処理）
次に、追加変更部１６Ａは、制限事項の下で選択された追加変更指針及び追加改善効果に基づき基板構成の追加変更を行なう。

ステップＳＤ１０： （追加変更ＥＭＩ特性演算処理）
図１５に戻り説明を続ける。ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂは、追加変更部１６Ａからの追加変更設計情報を受信すると、当該追加変更設計情報に基づきＥＭＩ特性を導出する。このＥＭＩ特性を、追加変更ＥＭＩ特性と記載する。追加変更ＥＭＩ特性は、ＥＭＩ条件判定部３に出力される。ＥＭＩ条件判定部３は、追加変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすか否かの判断を行う。従って、追加変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすまで、ステップＳＤ７〜ステップＳＤ１０が繰返され、ＥＭＩ許容条件を満たすとステップＳＤ５に進んで処理が終了する。

図１８は、追加変更ＥＭＩ特性の導出手順を示すフローチャートである。

ステップＳＤ１０＿１： （演算用パラメータ抽出処理）
パラメータ抽出部１０は、追加変更部１６Ａからの追加変更設計情報に基づきＥＭＩ特性の演算に必要な演算用パラメータの抽出を行う。

ステップＳＤ１０＿２： （計算式演算処理）
次に、ＥＭＩ特性計算部１１は、抽出された演算用パラメータを用いてＥＭＩ特性を導出する。このとき、ＥＭＩ特性計算部１１は、閉形式最大放射見積法を適用して不要電磁波放射の最大値特性を導出する。

ステップＳＤ１０＿３： （基板変更特性修正処理）
ＥＭＩ特性計算部１１は、ＥＭＩ特性を上述した最大ＥＭＩ改善量により修正し、これを追加変更ＥＭＩ特性として出力する。例えば、ＥＭＩ特性が各周波数に対応した特性であれば、各周波数でのＥＭＩ特性から最大ＥＭＩ改善量を差し引いた値を追加変更ＥＭＩ特性として導出される。

図１９を参照して具体例を説明する。図１９はＥＭＩ特性、ＥＭＩ特性改善量、追加変更ＥＭＩ特性を例示した図である。図１９ＡはステップＳＤ１０＿３においてＥＭＩ特性計算部１１が算出したＥＭＩ特性、図１９ＢはステップＳＤ６＿２において変更部１５Ａで導出されたＥＭＩ改善量、図１９Ｃは図１９ＢのＥＭＩ特性の改善量に基づき図１９ＡのＥＭＩ特性を改善して得られた追加変更ＥＭＩ特性を示している。

従って、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４における追加変更ＥＭＩ特性は、ｅ１’＝ｅ１−ｄ１、ｅ２’＝ｅ２−ｄ２、ｅ３’＝ｅ３−ｄ３、ｅ４’＝ｅ４−ｄ４となっている。

この追加変更ＥＭＩ特性が、図１４の追加変更部１６Ａからの追加変更設計情報に基づき得られたＥＭＩ特性であり、変更部１５Ａ及び追加変更部１６Ａによる構成変更が反映された基板のＥＭＩ特性である。

なお、ここではＥＭＩ特性及びその改善量の周波数依存性を例に示したが、適用される情報はその限りではなく、ＥＭＩ特性と改善量が演算可能であればよいものとする。

なお、本実施形態は、上述した構成に限定するものではない。例えば、図２０に示すような基板設計装置２００Ｅであってもよい。なお、図２１は、基板設計装置２００Ｅにおける処理手順を示したフローチャートである。基板設計装置２００Ｅは、図１４に示した基板設計装置２００ＤのＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂを、第３実施形態における図１０に示した基板設計装置２００ＣのＥＭＩ特性導出ユニット２Ｃに変更した構成となっている。そして、ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｃに関しては、第３実施形態における基板設計装置２００Ｄにおいて説明した。従って、処理手順も先に説明した手順と同じである。即ち、ステップＳＥ１〜ステップＳＥ５は、図１１に示すステップＳＣ１〜ステップＳＣ５同じ処理であり、ステップＳＥ６〜ステップＳＥ１０は図１５に示すステップＳＤ６〜ステップＳＤ１０と同じ処理である。

以上説明したように、構成変更ユニットが変更部と追加変更部とに分けられ、かつ、それぞれ独立のアルゴリズムで動作するため、変更部と追加変更部との処理内容に、優先順位や異なる処理方法が適用できる。このため、自由度の高い構成変更が可能になる。即ち、基板の設計が、効率良く行えるようになる。

また、追加変更した基板構成の内容が設計情報に直接反映することができない場合でも、追加板変更処理において処理方法を選択することにより追加変更ＥＭＩ特性の導出が可能になる。従って、基板構成の変更が効率的に、適切、かつ、安価に行えるようになる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態を説明する。なお、上述した各実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。

図２２は、第５実施形態にかかる基板設計装置２００Ｆのブロック図である。

本実施形態にかかる基板設計装置２００Ｆは、第４実施形態にかかる基板設計装置２００Ｄにおける構成変更ユニット５Ｂを構成変更ユニット５Ｃに変更した点が相違している。この構成変更ユニット５Ｃは、変更部１５Ｂと追加変更部１６Ｂとを含んでいる。さらに、追加変更部１６Ｂは、配線構造変更部２０、信号特性変更部２１、部品追加部２２、ケーブル変更部２３を含んでいる。

変更部１５Ｂは、基板における配線の内層化割合を変更する。この意味で、図２２においては、変更部を内層化部と読替えている。なお、内層化割合の変更には、新規に内層化する場合や部分的に内層化する場合が含まれる。

このような構成で、基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさないと、ＥＭＩ条件判定部３が判断した場合、変更部１５Ｂは、改善効果データベース６から配線の内層化に関する変更指針と、この変更指針に従い内層化した際に期待できるＥＭＩ特性の改善効果を取得する。また、変更部１５Ｂは、制限事項データベース７から配線の内層化に関する制限事項を取得する。

その後、変更部１５Ｂは、変更指針による構成変更が制限事項により許容されるか否かを判断して、許容される場合には、当該変更方針に従い配線の内層化割合を変更する。この変更による設計情報が変更設計情報となる。そして、変更部１５Ｂは、この変更設計情報に基づき変更ＥＭＩ特性を算出する。変更設計情報及び変更ＥＭＩ特性は、ＥＭＩ条件判定部３に出力される。

ＥＭＩ条件判定部３は、変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすか否かを判断する。そして、変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさないと判断した場合には、追加変更部１６Ｂに基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、変更設計情報、変更ＥＭＩ特性及びＥＭＩ許容条件を出力する。

追加変更部１６Ｂは、上述したように配線構造変更部２０、信号特性変更部２１、部品追加部２２、ケーブル変更部２３を含んでいる。配線構造変更部２０は、配線の厚み等の配線構造に関する変更処理を行う。信号特性変更部２１は、配線のインピーダンス等の電気的特性に関する変更処理を行う。部品追加部２２は、終端抵抗の追加等の部品追加に関する変更を行う。ケーブル変更部２３は、ケーブルの長さ等の周辺部品に関する変更処理を行う。ここでは、ケーブルがＥＭＩのアンテナとなる場合を例にしているが、ＡＣライン等であっても良い。

そして、追加変更部１６Ｂは、ＥＭＩ条件判定部３から基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、変更設計情報、変更ＥＭＩ特性及びＥＭＩ許容条件を受信すると、追加対策データベース１７から追加変更指針と追加改善効果とを取得すると共に、制限事項データベース７から追加変更指針の内容に対応した制限事項を取得する。

追加変更部１６Ｂは、これらの情報に基づき基板構成に対する追加変更を行い、追加変更設計情報を作成する。この追加変更設計情報は、ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂに出力される。

そして、ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂは、第４実施形態において説明した手順に従い追加ＥＭＩ特性を算出する。

このように、変更部１５Ｂにより構成変更された基板のＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさないときのみ、改めて追加変更部１６Ｂにおいて基板構成の追加変更を行う。従って、ＥＭＩ許容条件を満たすように基板の構成変更が効率的に行えるようになる。

次に、変更部１５Ｂにおける配線の内層化割合の変更例を説明する。図２３は、配線の内層化割合の変更例を示した図で、図２３Ａは基板の上面図、図２３Ｂは図２３ＡにおけるＡ−Ａ断面図である。なお、図２３Ａ及び図２３Ｂの左側には内層化前の基板が示され、右側には内層化後の基板が示されている。

基板は、基板８０には送信側素子８１と受信側素子８２とが搭載され、これらを配線８３が接続している。また、基板８０にはコネクタ８４が搭載され、このコネクタ８４にケーブル８５が接続されている。基板８０は、複数の誘電体層８０ａ、電源配線層８０ｂ、ＧＮＤ配線層８０ｃ等からなる多層基板である。配線８３は、基板８０の上面に形成された表層配線８３ａ、基板８０の内層に形成された層間配線８３ｂにより構成されているとする。但し、この説明では、配線の内層化割合の変更前は表層配線８３ａのみであり、内層化割合の変更後は表層配線８３ａの一部が層間配線８３ｂに変更されるとしている。

このような構成で、配線８３を流れる信号電流によりケーブル８５がアンテナとして作用し、不要電磁波放射が発生する。このとき、表層配線８３ａの一部を層間配線８３ｂとすることで、この層間配線８３ｂとケーブル８５との結合が部分的であるが、源配線層８０ｂの電源配線とＧＮＤ配線層８０ｃのＧＮＤ配線により遮蔽され、この効果により、不要電磁波放射量が減少する。

ところで、このように配線８３の内層化を行うためには、当然の事ながら移設先の情報が必要になる。移設先に空きスペースが無い場合、基板８０の層数を増加させる等の処置が必要になる。しかし、総数増加は部材コストの上昇を招く。また、層数を増加させる必要がなくても、配線の少ししか（短い長さしか）内層化できない場合には、内層化による十分な効果が得られないこともある。このような条件が配線内層化における制限事項となる。

改善効果としては、例えば図２４に示すようなテーブル形式のデータや図２５に示すようなグラフ形式のデータでも良い。図２４Ａは、配線８３のインピーダンス（Ｚ０）、長さ（Ｉｔ）、配線８３に流れる信号の周波数（Ｆｒｅｑ）の信号線構造特性に対して内層化割合を変化させたときのＥＭＩ改善特性（ａ１…、ｂ１…等）をテーブル形式で示した図である。また、図２４Ｂは信号線構造特性に対して周波数を変化させたときのＥＭＩ改善特性（Ａ１…、Ｂ１…等）をテーブル形式で示した図である。

一方、図２５Ａは、図２４Ａに示したデータをグラフ化した図であり、図２５Ｂは図２４Ｂに示したデータをグラフ化した図である。

これら図２４、図２５から理解できるように、配線８３の内層化による改善効果は、内層化割合、周波数及び信号線特性によって異なる。従って、変更指針及び改善効果は、それぞれの条件に対応させて格納しておくことが好ましい。

なお、図２４や図２５においては、改善効果をデータで示したが、関数化して改善効果データベース６に格納しても良い。

次に、このような基板設計装置２００Ｆの処理を図２６に示すフローチャートを参照して説明する。なお、処理手順は、概ね図１５に示した手順と同じであるが、ステップＳＦ６〜ステップＳＦ１６が異なる。即ち、ステップＳＦ１〜ステップＳＦ５は、ステップＳＤ１〜ステップＳＤ５にそれぞれ対応している。そこで、以下においては、ステップＳＦ６以降について詳細に説明する。

ステップＳＦ６： （配線内層化判断処理）
ＥＭＩ条件判定部３により基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たさないと判断された場合、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件が、変更部（内層化部）１５Ｂに出力される。そこで、変更部１５Ｂは、改善効果データベース６から変更指針及び改善効果を取得し、制限事項データベース７から変更指針に対応した制限事項を取得する。

そして、変更部１５Ｂは、取得した変更指針と制限事項とから配線の内層化処理が実施できるか否か（内層化割合を増大させることができるか否か）の判断を行う。

例えば、基板の層数を増加させることにより配線の内層化割合を増やすことができる場合を考える。変更部１５Ｂは、基板の層数を増加させることが制限事項により制限されているか否かを判断する。基板の層数を増加することは部品のコストアップを招く等の理由により、制限事項は、このような構成変更を制限している場合には、変更部１５Ｂは、配線の内層化処理が実施できないと判断する。このときの判断結果として、”内層化割合の増加はない”という情報も一緒に導出され、今後、内層化割合の増加割合を求めるときは、それを０として計算する。

ステップＳＦ７： （配線内層化処理）
一方、配線の内層化処理が制限事項（例えば、配線の内層化は最大９０％まで等）による制限を受けない場合（許容される場合）は、変更部１５Ｂは、配線の内層化処理を実施する。

図２７は、この内層化処理手順を示したフローチャートであり、基本的に図１６に示した基板構成変更処理と同じである。

ステップＳＦ７＿１： （必要ＥＭＩ改善量抽出処理）
まず、変更部１５Ｂは、基本ＥＭＩ特性とＥＭＩ許容条件とを比較し、必要ＥＭＩ改善量を導出する。この必要ＥＭＩ改善量は、ＥＭＩ特性をどのように変更すればＥＭＩ許容条件を満たすかどうかを示すＥＭＩ改善量である。

例えば、導出された基本ＥＭＩ特性は周波数毎のＥＭＩ特性値であり、ＥＭＩ許容条件は周波数毎のＥＭＩ特性値の上限を示す場合、必要ＥＭＩ改善量は、各周波数におけるＥＭＩ許容条件の上限値から対応する周波数における基本ＥＭＩ特性の値を差し引くことにより導出できる。

ステップＳＦ７＿２： （最大ＥＭＩ改善量抽出処理）
次に、変更部１５Ｂは、変更指針、改善効果、制限事項に従い最大ＥＭＩ改善量として抽出する。この最大ＥＭＩ改善量は、制限事項の許す範囲で配線内層化処理により得られる最大のＥＭＩ特性の改善量である。

ステップＳＦ７＿３： （ＥＭＩ改善量比較処理）
そして、変更部１５Ｂは、最大ＥＭＩ改善量が必要ＥＭＩ改善量より大きいか否かの比較判断を行う。このとき、最大ＥＭＩ改善量が必要ＥＭＩ改善量より小さいとき（最大ＥＭＩ改善量＜必要ＥＭＩ改善量）、ステップＳＦ７＿４に進み、最大ＥＭＩ改善量が必要ＥＭＩ改善量以上（最大ＥＭＩ改善量≧必要ＥＭＩ改善量）であれば、ステップＳＦ７＿５に進む。

ステップＳＦ７＿４： （最大基板変更量導出処理）
変更部１５Ｂは、最大ＥＭＩ改善量が必要ＥＭＩ改善量よりも小さかった場合（最大ＥＭＩ改善量＜必要ＥＭＩ改善量）、最大基板変更量の導出を行なう。この最大基板変更量は、基本ＥＭＩ特性を最大ＥＭＩ改善量だけ改善するために行う構成変更を示す変更量で、改善効果データベース６及び制限事項データベース７に格納された変更指針と制限事項とに基づき、制限事項の許す限り変更したときの配線の内層化割合の最大量である。

ステップＳＦ７＿５： （必要基板変更量導出処理）
変更部１５Ｂは、基本ＥＭＩ特性を必要ＥＭＩ改善量だけ改善させるために必要な内層化割合である必要基板変更量を導出する。この処理は、基板構成の一部を変更した際の各周波数におけるＥＭＩ特性の改善量の相関関係を示すデータを改善効果データベース６に格納しておくことで、必要基板変更量から自動的に導出する。

ステップＳＦ７＿６： （基板構成変更実施処理）
そして、変更部１５Ｂは、必要基板変更量導出処理、又は最大基板変更量導出処理により導出された内層化割合に従い配線の内層化処理を行い、これを変更設計情報とする。

ステップＳＦ８： （変更ＥＭＩ特性導出処理）
図２６に戻り、説明を続ける。配線内層化処理により、基板構成変更処理が完了するので、変更部１５Ｂは、変更設計情報に基づき変更ＥＭＩ特性を導出する。そして、変更設計情報及び変更ＥＭＩ特性はＥＭＩ条件判定部３に出力される。

ステップＳＦ９，ＳＦ１０： （ＥＭＩ許容条件判断）
ＥＭＩ条件判定部３は、受信した変更ＥＭＩ特性とＥＭＩ許容条件との比較を行い、当該変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすか否かを判断する。この判断の結果、変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たす場合にはステップＳＦ５に進むが、満たさない場合には、ステップＳＦ１１に進む。即ち、追加変更部１６Ｂに、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件、変更設計情報、変更ＥＭＩ特性を出力する。

ステップＳＦ１１： （追加変更方法選択処理）
追加変更部１６Ｂは、ＥＭＩ条件判定部３から基本設計情報等を受信すると、基板構成を追加変更する内容（方法）を選択する。この選択内容としては、配線構造変更処理、信号特性変更処理、対策部品追加処理、ケーブル構造変更処理が例示できる。方法の選択は、追加変更指針の内容に対応して自動的に選択されるようになっている。無論、ユーザが方法を指示することも可能である。

ステップＳＦ１２： （追加変更実行処理）
追加変更部１６Ｂは、選択された追加変更方法に従い基板の追加変更を行う。配線構造変更処理、信号特性変更処理、対策部品追加処理、ケーブル構造変更処理を具体的に説明する。

［配線構造変更処理］
先ず、配線構造変更処理について説明する。図２８は、配線構造変更処理の具体的な処理手順を示したフローチャートである。この処理は、配線構造変更部２０で行われる。

ステップＳＦ１２＿１： （配線構成変更可否処理）
配線構造変更部２０は、追加変更指針及び制限事項に従い、配線の構成変更が可能か否かを判断する。そして、配線の構成変更が不可能と判断された場合にはステップＳＦ１２＿２に進むが、配線構成の変更が可能であると判断された場合にはステップＳＦ１２＿３に進む。

ステップＳＦ１２＿２： （配線構成変更停止処理）
配線の構成変更が不可能と判断された場合は、追加変更されていないので、改めてＥＭＩ特性を導出する必要がない。従って、追加変更部１６Ｂは、ＥＭＩ条件判定部３から受信した基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件、変更設計情報、変更ＥＭＩ特性を出力部８に出力して処理が終了する。このとき、追加構成変更が行われなかった旨を通知するようにしても良い。

ステップＳＦ１２＿３、ＳＦ１２＿４： （配線構成変更処理）
一方、配線の構成変更が可能と判断された場合は、変更指針に従い、配線の構成変更が行われる。そして、配線の構成変更を基板構成に反映させて処理が終了する。図２９は、配線構造変更処理の具体例を示した図で、図２９Ａは基板の断面図、図２９Ｂは配線７１とＧＮＤ配線７３とを環流するように流れるコモンモード電流Ｉｃ＿ａ，Ｉｃ＿ｂを模式的に示した図である。このとき、図２９の左側に配線構造変更処理前の構成が示され、右側に配線構造変更処理後の構成が示されている。

以下の説明では、誘電体層７４の厚みを変更した場合を例にする。即ち、図２９Ａに示すように、配線７１とＧＮＤ層７３のＧＮＤ配線との間に、図２９Ｂの左図に示すようなループをなすコモンモード電流Ｉｃ＿ａが流れる。そこで、誘電体層７４の厚みを薄くすることで、ループを小さくする。これにより、コモンモード電流Ｉｃ＿ｂを小さくする（図２９Ｂの右図を参照）。

配線構造変更処理が行われた結果、誘電体層７４は、厚みの薄い誘電体層７７に変更されて、配線７６とＧＮＤ配線７３との距離が小さくなる。このとき、配線のインピーダンスＺ０が変化しないように配線７１の幅を狭くする（調整する）。

先に図２９を参照して説明した配線構造変更処理においては、コモンモード電流を小さくするために配線とＧＮＤ配線との間の距離を小さくした。そして、かかる構造変更に伴い配線のインピーダンスが変化するので、このインピーダンスが同じ値になるように配線幅を小さくする等の調整を行った。

このときの配線幅は、０．１ｍｍ以下に調整されることもある。しかし、制限事項には、例えば「配線幅を０．１ｍｍ以下にしてはいけない」とする内容が規定されていると、配線幅を０．１ｍｍ以下にする配線構造変更処理は、できないことになる。即ち、信号特性変更が不可能になる。そこで、信号特性変更部２１は、信号特性が追加変更指針に従って変更可能か否かを判断する。

［信号特性変更処理］
次に、信号特性変更処理について説明する。この信号特性変更処理は、信号特性変更部２１が行う。図３０は、信号特性変更処理の具体的手順を示すフローチャートである。

ステップＳＦ１２＿１０： （信号特性変更可否判断処理）
信号特性変更部２１は、追加変更指針及び制限事項に従い、信号特性が追加変更指針に従って変更可能かどうかを判断する。そして、信号特性の変更が不可能と判断された場合にはステップＳＦ１２＿１１に進むが、信号特性の変更が可能であると判断された場合にはステップＳＦ１２＿１２に進む。

ステップＳＦ１２＿１１： （配線特性変更停止処理）
追加変更の内容が制限事項に該当する場合、追加変更部１６Ｂは、ＥＭＩ条件判定部３から特性受信した基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件、変更設計情報、変更ＥＭＩ特性を出力部８に出力する。このとき、追加構成変更行われなかった旨を通知するようにしても良い。

ステップＳＦ１２＿１２、ＳＦ１２＿１３： （配線特性変更処理）
一方、追加変更の内容が制限事項に該当しない場合、追加変更部１６Ｂは、配線特性変更処理が行われる。また、この配線特性変更処理に伴い信号源の変更を行う。

図３１は、信号特性変更処理により信号電圧の立ち上がり時間を変えた場合の信号波形を示した図である。そして、図３１Ａは、周期Ｔ、立ち上がり時間ｔ_ｒ１、立下り時間ｔ_ｆ１、ＯＮ時間Ｔ_ＯＮ１で定義されるようなパルス信号の信号電圧Ｖを例示した図である。また、図３１Ｂは、図３１Ａの信号電圧Ｖの周波数ｆに対する振舞を例示した図である。なお、図３１Ａ、図３１Ｂにおいて、左側の図が配線特性の変更前の特性を示し、右側の図が変更後の特性を示している。図３１Ａに示すように、信号電圧Ｖの立ち上がり時間ｔ_ｒ１をより大きな立上がり時間ｔ_ｒ２にすることによって、図３１Ｂに示す信号電圧の周波数特性は、立ち上がり時間に起因する周波数（図３１Ｂのｆ_ｔｒ２）における電圧成分が小さくなっている。即ち、電圧の高周波成分が小さくなり、不要電磁波放射における高周波成分が小さくできることを示している。一方、制限事項の一例としては、”ＯＮ時間を周期Ｔの１／４未満にしてはいけない”等が考えられ、立ち上がり時間ｔ_ｒ１を大きくして立上がり時間ｔ_ｒ２にしていくとき、Ｔ_ＯＮ２＜１／４＊Ｔになる場合には、この手法は使用できない。従って、ステップＳＦ１２＿１０の信号特性変更可否判断処理で信号特性の変更可能でないと判断されることになる。

［対策部品追加処理］
次に、対策部品追加処理について、図３２、図３３を参照して説明する。この対策部品追加処理は、部品追加部２２が行う。図３２は、対策部品追加処理手順を示したフローチャートである。図３３、対策部品追加処理の具体例である。

図３３は、対策部品追加処理の一例として、配線８３の終端側（受信側素子８２の入力端子付近）に、終端部品として抵抗素子８９を追加した図である。そして、図３３Ａは基板の部分上面図、図３３Ｂは等価回路モデル、図３３Ｃは配線を流れる信号の電圧特性を模式的に示している。なお、図３３の左側が対策部品を追加する前の図であり、右側が対策部品を追加した図である。

ステップＳＦ１２＿２１： 先ず、部品追加部２２は、変更指針及び制限事項に従い、対策部品の追加が可能か否かの判断を行う。

そして、対策部品の追加が不可能な場合には、ステップＳＦ１２＿２２に進み、可能な場合にはステップＳＦ１２＿２３に進む。

ステップＳＦ１２＿２２：
対策部品の追加が不可能な場合、対策部品追加処理が停止して対策部品の追加を行わないで終了する。配線８３のインピーダンスＺ０が７５［Ω］の場合、７５［Ω］の抵抗素子８９を追加すると最も効果的である。しかし、制限事項には、例えば、”１０円／個以上の部品を追加してはいけない”と規定されている場合に、追加する抵抗素子８９の価格が、１０円／個以上であると、この抵抗素子８９を用いての対策は行えないと判断して、処理は終了する。

ステップＳＦ１２＿２３：
一方、対策部品の追加が可能と判断された場合、対策部品追加が行われる。例えば、配線８３に抵抗素子８９を追加した場合（図３３Ａを参照）、等価回路モデルにおいては、配線８３と受信側素子８２との間に、抵抗素子８９のインピーダンスＺｔｅｒｍが追加される（図３３Ｂ）を参照）。なお、図３３Ｂにおいては配線８３のインピーダンスをＺ０、受信側素子８２の入力容量をＣｉｎ、抵抗素子８９のインピーダンスをＺｔｅｒｍとして示している。このとき配線８３の終端が開放端の場合、配線８３の受信端での電圧特性は、図３３Ｃの左図に示すように高周波成分を含んで乱れた波形になっている場合がある。これに対し、配線８３のインピーダンスＺ０に近いインピーダンスＺｔｅｒｍの抵抗素子８９を終端側に追加することにより、図３３Ｃの右図に示すように、受信端での電圧特性は、高周波成分を含まない波形になる。従って、信号電圧の高周波成分が抑えられて、不要電磁波放射の高周波成分が小さくできる。

ステップＳＦ１２＿２４：
次に、対策部品の追加に伴う基板構成の変更が行われる。図３３において、抵抗素子８９を受信側素子８２の近傍における配線８３に追加した。このとき、抵抗素子８９を配線８３の終端側に接続できるように接続パッドを設ける等の変更が必要となる。

［ケーブル構造変更処理］
次に、ケーブル構造変更処理について説明する。このケーブル構造変更処理は、ケーブル変更部２３で行われる。図３４は、ケーブル構造変更処理を示すフローチャートである。また、図３５は、ケーブル構造変更処理の具体例を示した図である。なお、図３５Ａはケーブル長を変更した場合における基板の部分上面図であり、図３５Ｂはその際の周波数に対する放射電界特性を示した図である。

ステップＳＦ１２＿３１：
ケーブル８５から発生する不要電磁波放射は、ケーブル８５をアンテナとするため、特定周波数（例えば、ケーブル長が波長の１／４となる周波数）で大きくなる傾向がある。そこで、ケーブル変更部２３は、ケーブル構成が変更可能か否かの判断を行う。この判断は、制限事項が変更指針に基づくケーブル構造を許容するか否かの判断である。ケーブル構造の変更が不可能と判断された場合には、ステップＳＦ１２＿３２に進み、可能であると判定された場合にはステップＳＦ１２＿３３に進む。

ステップＳＦ１２＿３２：
そして、ケーブル構造の変更が不可能と判断された場合は、ケーブル構造変更処理は終了する。例えば、制限事項が”ケーブル長を２ｍ以上にしはいけない”と規定している場合を考える。このとき、ケーブル長を長くして波長の１／４となる周波数を小さくすると、ケーブル長が２ｍ以上になることがある。このような場合には、ケーブル長を長くする変更はできないことになる。無論、制限事項内であれば構成変更を行うことは可能である。

ケーブル構造の変更ができなかった場合には、その旨のメッセージを出力することが好ましい。

ステップＳＦ１２＿３３：
一方、ケーブル構造が変更可能と判断された場合は、ケーブル構造変更処理が行われる。図３５Ａに示すケーブル８５は、図３５Ｂに示すケーブル９０のように、ケーブル長を長くする変更が行われている。これにより、図３５Ｃに示すように、放射電界特性は、周波数ｆｃ１（ケーブル８５の長さの１／４波長に対応する周波数）での最大値Ｅ_ＭＡＸ１から、周波数ｆｃ２（ケーブル９０の長さが１／４波長に対応する周波数）での最大値ＥＭＡＸ２に変化する。そして、このときの周波数はｆｃ１＞ｆｃ２の関係にあり、かつ、Ｅ_ＭＡＸ１＞Ｅ_ＭＡＸ２の関係にある。即ち、ケーブル長を長くして放射電界特性の最大値をより低周波数（ｆｃ１→ｆｃ２）側にシフトさせている。

ステップＳＦ１２＿３４：
そして、ケーブル構造の変更が行われた結果を基板構成に反映する基板構成変更処理が行われて、ケーブル構造変更処理が終了する。この場合の基板構成の変更としては、ケーブルが長いものになっても接続が可能なようにコネクタ８５に変更する等が例示できる。

ステップＳＦ１３： （追加変更ＥＭＩ特性導出処理）
図２６に戻り説明を続ける。追加変更実効処理が終了すると、追加変更部１６Ｂは、追加変更設計情報をＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂに出力する。そして、ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂは、追加変更設計情報に基づき追加変更ＥＭＩ特性を導出する。この追加変更ＥＭＩ特性の導出手順を、図３６を参照して説明する。図３６は、追加変更ＥＭＩ特性導出手順を示すフローチャートである。

ステップＳＦ１３＿１：
ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂは、追加変更設計情報に基づき演算用パラメータを抽出する。このとき、変更部１５Ｂにおいて変更した基板構成の変更内容については反映しない。即ち、演算用パラメータは、追加変更設計情報にのみ基づき行われる。

ステップＳＦ１３＿２：
次に、演算用パラメータを用いて、閉形式最大放射見積法に従いＥＭＩ特性を導出する。ＥＭＩ特性は、上述したように、基本設計情報に対して追加変更された基板の構成を特徴付けるパラメータを用いて算出された特性である。

ステップＳＦ１３＿３：
ＥＭＩ特性計算部１１は、ＥＭＩ特性を算出した後、このＥＭＩ特性と基本ＥＭＩ特性とから、配線内層化によるＥＭＩ特性の改善効果を算出する。

ステップＳＦ１３＿４：
次に、ＥＭＩ特性計算部１１は、ＥＭＩ特性変換処理を行なう。このＥＭＩ特性変換処理により追加変更設計情報から導出されたＥＭＩ特性の改善量を変更ＥＭＩ特性から減算する等の方法により追加変更ＥＭＩ特性を求める。

以上により、変更処理及び追加変更処理の効果を取込んだＥＭＩ特性（追加ＥＭＩ特性）を取得することができる。その後は、ステップＳＦ９に進み、ＥＭＩ許容条件を満たすか否かの判断が行われ、ＥＭＩ許容条件を満たすまで、上述した手順が繰返される。

なお、本実施形態は、上述した構成に限定するものではない。例えば、図３７に示すような基板設計装置２００Ｇであっても良い。

図３７に示す基板設計装置２００Ｇは、図２２に示した基板設計装置２００Ｆに対して、ＥＭＩ特性導出ユニットの構成が異なっている。即ち、基板設計装置２００ＧのＥＭＩ特性導出ユニット２Ｃは、モデル生成部１３とモデル解析部１４とを含んでいるが、先に説明した基板設計装置２００ＦのＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂは、パラメータ抽出部１０とＥＭＩ特性計算部１１とを含んでいる。そして、ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｃの動作については、第４実施形態において説明した。

これにより、ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｃによる効果を達成しながら、上述した構成変更ユニットの効果を得ることができる。

さらに、他の構成として、図３８に示すような基板設計装置２００Ｈであっても良い。この基板設計装置２００Ｈは、図２２に示す基板設計装置２００Ｆと図３７に示す基板設計装置２００Ｇとを足し合わせたような構成となっている。

即ち、基板設計装置２００ＨにおけるＥＭＩ特性導出ユニット２Ｄは、基板設計装置２００ＦにおけるＥＭＩ特性導出ユニット２ＢをＥＭＩ特性演算部２Ｄａとして含むと共に、基板設計装置２００ＧにおけるＥＭＩ特性導出ユニット２ＣをＥＭＩ特性解析部２Ｄｂとして含んでいる。

この場合、ＥＭＩ特性導出に際して、ＥＭＩ特性演算部２ＤａとＥＭＩ特性解析部２Ｄｂとのいずれを用いて導出するかは、基板の構成情報から自動判断することが可能である。無論、いずれかを選択指示することも可能である。

従って、基板設計装置２００Ｈは、基板設計装置２００Ｆと基板設計装置２００Ｇとの作用効果を奏することが可能になる。

以上説明したように、構成変更ユニットが変更部と追加変更部とに分けられ、かつ、それぞれ独立のアルゴリズムで動作するため、変更部と追加変更部との処理内容に、優先順位や異なる処理方法が適用できる。このため、自由度の高い構成変更が可能になる。即ち、基板の設計が、効率良く行えるようになる。

また、追加変更した基板構成の内容が設計情報に直接反映することができない場合でも、追加基板変更処理において処理方法を選択することにより追加変更ＥＭＩ特性の導出が可能になる。従って、基板構成の変更が効率的に、適切、かつ、安価に行えるようになる。

さらに、基板の構成変更の度合を徐々に増すことができるので、オーバーマージン設計を防ぐことも可能となる。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態を説明する。なお、上述した各実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用いて説明を適宜省略する。図３９は、本実施形態にかかる基板設計装置２００Ｉのブロック図である。

基板設計装置２００Ｉは、図２２に示す第５実施形態にかかる基板設計装置２００Ｆに対して、判定基準データベース４、改善効果データベース６、制限事項データベース７、追加対策データベース１７を含む記憶装置２５が追設されている点が相違している。さらに、この記憶装置２５には、回路基板設計情報部２６、ＬＳＩ設計情報部２７、ケーブル構造設計情報部２８が格納される設計情報データベース２４が設けられている。

この回路基板設計情報部２６には、基板のレイアウト及び断面構成、実装される部品の種類や構成、ケーブルの接続位置や端子構成に関する回路基板設計情報が格納される。また、ＬＳＩ設計情報部２７には、ＬＳＩの信号波形や信号バッファの入出力インピーダンス、接続端子構成に関するＬＳＩ設計情報が格納される。さらに、ケーブル構造設計情報部２８には、ケーブルの構成や材質に関するケーブル構造設計情報が格納される。以下、回路基板設計情報、ＬＳＩ設計情報、ケーブル構造設計情報を総称して補助設計情報と記載する。

そして、補助設計情報は、必要に応じてＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂに出力される。このとき基本設計情報が不要になる場合もある。また、補助設計情報が基本設計情報を補完する情報となることもある。

ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂは、いずれの場合であっても入力した情報を基本設計情報として扱い、当該基本設計情報に基づき基本ＥＭＩ特性を導出する。なお、この設計情報データベース２４に格納される各種の情報は、ＥＭＩ条件判定部３から出力部８に出力されるＥＭＩ許容条件を満たしたＥＭＩ特性（基本ＥＭＩ特性、変更ＥＭＩ特性、追加変更ＥＭＩ特性）及び設計情報（基本設計情報、変更設計情報、追加変更設計情報）から自動的に抽出される。

抽出される情報としては、ＥＭＩ特性を演算等により導出するための情報であり、例えば図３に示したような、２次元ＣＡＤデータに代表される基板のプレーンや配線のサイズ、部品の接続位置やその特性情報、ケーブルの接続情報がある。また、図４に示したような基板の層構造の情報、具体的には、表面導体層、誘電体層、内部導体層での層構造及び各層毎の電気導電率や比誘電率等の電気特性の情報も抽出される。なお、ＥＭＩ特性の導出に直接関与しないヴィアホールや引き出し配線、接続パッド等を含めた細かな接続情報等は抽出しなくても良い。

また、実装されている部品については、電気特性等のデータが抽出される。例えば図３における実装部品３４であるコンデンサや抵抗素子に関しては、そのコンデンサの容量値や抵抗素子の抵抗値が挙げられる。

また、ＬＳＩ設計情報中には、例えば図３の送信側ＬＳＩ３１の情報として、配線に電流を流す出力バッファでの信号電圧波形と出力バッファの構成情報、受信側ＬＳＩ３２の情報としては、入力バッファの構成情報が挙げられる。

さらに、ケーブル構造設計情報中には、ケーブルの長さや基板と反対側の端子の接続情報等が含まれている情報が例示できるが、具体的な３次元構成や材質等の情報は含まれていなくても良い。

なお、本実施形態は図３９に示した構成に限定するものではない。例えば、図４０に示す基板設計装置２００Ｉや図４１に示す基板設計装置２００Ｈのような構成が可能である。図４０に示す基板設計装置２００Ｉは、ＥＭＩ特性導出のためにモデル生成部１３とモデル解析部１４とを含むＥＭＩ特性導出ユニット２Ｃを備えている。このＥＭＩ特性導出ユニット２Ｃの作用効果については第３実施形態において説明した。図４１に示す基板設計装置２００Ｈは、ＥＭＩ特性演算部２ＤａとＥＭＩ特性解析部２Ｄｂとを含むＥＭＩ特性導出ユニット２Ｄを備えている。

このＥＭＩ特性演算部２Ｄａは、第２実施形態において説明したＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂに対応しており、パラメータ抽出部１０とＥＭＩ特性計算部１１とを含んでいる。また、ＥＭＩ特性解析部２Ｄｂは、第３実施形態において説明したＥＭＩ特性導出ユニット２Ｃに対応しており、モデル生成部１３とモデル解析部１４とを含んでいる。

いずれの基板設計装置であっても、最終的にＥＭＩ許容条件を満たすＥＭＩ特性を持つように基板が構成変更されて、出力部に出力される。従って、基板設計装置２００Ｉと同様の効果を奏する。

以上により、例えばユーザサイドで行った設計変更に対して、当該基板設計装置を運用する場合でも、入力しなければならない設計情報量が少なくなる利点があると共に、出力されたＥＭＩ特性の結果と組み合わせて、経験値を積上げることが可能になって、信頼性の高い基板設計が容易に行えるようになる。

＜第７実施形態＞
次に、具体例を第７実施形態として説明する。この実施形態においては第６実施形態において説明した基板設計装置２００Ｉを用いて基板構成の変更を行って、ケーブルから放射されるＥＭＩを抑制する。

図４２のような基板１０３を考える。図４２Ａは、基板１０３の平面図を示し、図４２Ｂは図４２ＡにおけるＡ−Ａ断面図を示している。基板１０３のサイズは、長さ１００［ｍｍ］×幅５０［ｍｍ］であり、この基板面に長さ６０［ｍｍ］、幅０．１８［ｍｍ］の配線９３が、基板の中心位置に形成されている。このとき、配線９３の幅中心線は基板の幅中心線に一致して形成されている。そして、この配線９３に送信側ＬＳＩ９１と受信側ＬＳＩ９２とが接続されている。

また、ケーブル９５を接続するケーブルコネクタ９４は、基板１０３の右下側に配置され、ケーブル９５と基板１０３との接続点は、右下端より左に１４．５［ｍｍ］、上に１［ｍｍ］の位置にある。

基板１０３は、図４２Ｂに示すように第１層〜第６層の６層構造となっている。そして、第１層は基板の表面に形成された配線、第６層は基板の裏面に形成された配線である。信号線が配置された層をＳ層、ＧＮＤ配線が配置された層をＧ層、電源配線が配置された層をＶ層と記載すると、第１層〜第６層は、それぞれＳ層、Ｇ層、Ｓ層、Ｖ層、Ｇ層、Ｓ層となる。各層の間には誘電体（比誘電率ε_ｒ＝４．２）の層が、設けられている。

送信側ＬＳＩ９１、受信側ＬＳＩ９２、第１層目の配線は、全て基板１０３の上面に設置されている。また、送信側ＬＳＩ９１及び受信側ＬＳＩ９２は、ヴィアを介してＧ層及びＶ層に接続されている。さらに、ケーブルコネクタ９４も第１層目にあり、ヴィアを介してＧ層に接続されている。

そして、第２層と第５層とのＧ層及び、第４層のＶ層は、ベタプレーン構成となっており、平面サイズは基板サイズと同じである。また、第３層のＳ層は、この段階では未使用になっている。第６層のＳ層には、実際にはＬＳＩを正常に動作させるためのコンデンサ等が接続されている。しかし、本実施例においては、ＥＭＩ特性の演算に直接関係しないとして、当該コンデンサ等は図示省略している。

このような構成の基板１０３に対して、ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件を満たすように構成変更する。

図３９に示した記憶装置２５には、図４２に示した基板１０３に関する基板設計情報２６、ＬＳＩ設計情報部２７、ケーブル構造設計情報部２８が記憶されている。なお、判定基準データベース４はＥＭＩ許容条件を格納し、改善効果データベース６は変更指針及び改善効果を格納し、追加対策データベース１７は追加変更指針及び追加改善効果を格納し、制限事項データベース７は制限事項を格納している点については、第６実施形態において記載したとおりである。

ＥＭＩ特性計算部１１は、閉形式最大放射見積法に従いＥＭＩ特性を計算するものとする。その際に用いられる情報には、図４２に示した基板構造の情報だけでなく、図４３Ａに示すような信号配線の送信端パラメータ９７における信号電圧特性や出力インピーダンスＺｏｕｔ＝７５［Ω］、信号配線の受信端パラメータ９８の入力容量Ｃｉｎ＝１０［ｐＦ］、ケーブル長ｌ_ｃ＝１［ｍ］で基板と逆の端は地面（グランド）に接地されているとの情報等のＥＭＩ特性の計算に必要な情報が全て含まれている。

なお、図４３Ａにおいては、信号電圧特性が振幅２．５［Ｖ］、立ち上がり時間ｔ_ｒ＝立下り時間ｔ_ｆ＝５［ｎｓ］、ＯＮ時間Ｔ_ＯＮ＝２０［ｎｓ］、周期Ｔ＝５０［ｎｓ］で動作周波数Ｆ_{ｃｌｏｃｋ}＝１／Ｔ＝２０［ＭＨｚ］のパルス波形であることを示している。

このような前提で、入力部１から基本設計情報が入力される。この基本設計情報はＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂに入力する。

このとき、入力部１において、記憶装置２５からの補助設計情報をＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂに入力するためのキー操作が行われたとする。これにより記憶装置２５から補助設計情報がＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂに出力される。

そこで、ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂのパラメータ抽出部１０は、入力した基本設計情報及び補助設計情報を一括して基本設計情報として扱い、この基本設計情報からＥＭＩ特性導出に必要なパラメータを抽出する。このとき、ヴィア等のＥＭＩ特性計算部１１において不要な情報は抽出されない。

そして、抽出されたパラメータを用いて、ＥＭＩ特性計算部１１は基本ＥＭＩ特性を導出する。このとき基本ＥＭＩ特性として、図４２に示すケーブル９５から放射されるＥＭＩの最大値特性が計算される。

図４３Ａに示す信号電圧特性を持つ信号が配線を流れることによりケーブル９５から図４３Ｂに示すような不要電磁界が放射される。なお、図４３Ｂでは、５００［ＭＨｚ］までの高周波までのＥＭＩ特性を考えている。このＥＭＩ特性の強度は、動作周波数Ｆ_{ｃｌｏｃｋ}の奇数次高調波の周波数で大きな値を示し、偶数次高調波の周波数で非常に小さくなる。

導出された基本ＥＭＩ特性は、ＥＭＩ条件判定部３に出力され、このＥＭＩ条件判定部３は、基本ＥＭＩ特性が判定基準データベース４から取得したＥＭＩ許容条件を満たすか否かの判断を行う。

ＥＭＩ許容条件として、図４３ＢにはＥＭＩ許容条件ＡとＥＭＩ許容条件Ｂとの２例が示されている。ＥＭＩ許容条件Ａは、周波数ｆ≦２３０［ＭＨｚ］では放射のレベルが４０［ｄＢμＶ／ｍ］以下で、周波数ｆ≧２３０［ＭＨｚ］では放射のレベルが４７［ｄＢμＶ／ｍ］以下である。また、ＥＭＩ許容条件Ｂは、周波数ｆ≦２３０［ＭＨｚ］では放射のレベルが４０［ｄＢμＶ／ｍ］以下、周波数ｆ≧２３０［ＭＨｚ］では放射のレベルが４７［ｄＢμＶ／ｍ］以下である。以下では、ＥＭＩ許容条件Ａが判定基準データベース４から読出されたとする。

図４３Ｂを見ると導出された基本ＥＭＩ特性（図４３Ｂでは一般的な表現としてＥＭＩ特性としている）には、１００ＭＨｚ周辺で許容条件Ａよりも高い値を示すため、ＥＭＩ許容条件を満たさないと判定される。そこで、ＥＭＩ条件判定部３は、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性及びＥＭＩ許容条件を構成変更ユニット５Ｃの変更部１５Ｂに出力する。

変更部１５Ｂは、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性及びＥＭＩ許容条件を受信すると、改善効果データベース６から変更指針と改善効果とを読出すと共に、制限事項データベース７から制限事項を読出す。

その後、変更部１５Ｂは、変更方針と制限事項とに基づき配線の内層化割合の増加が可能か否かを判断する。

図４２の基板１０３では、配線が内層化される際に用いられるＳ層は、第３層であり、この第３層は未使用状態である。従って、内層化割合は０％から増加できることになる。このような場合の変更指針としては、”配線を第３層に移設し、その割合は２５％、５０％、７５％とする”が示されていたとする。一方、制限事項としては、”配線を改めて第３層に作成することは可能で、部品実装面積の関係上、配線の中央から内層化割合を７５％まで増やすことが可能”とする内容が規定されていたとする。そこで、変更部１５Ｂは、制限事項が規定する範囲（７５％）までの内層化割合を選択する選択する。

図４４Ａでは、配線９３の一部を第３層に移設して、これを層間配線９３とした場合を例示している。この層間配線９３は、図４４Ｂに示すように第２層と第５層とのＧＮＤ配線に挟まれる。これにより、当該層間配線９３とのケーブル９５との結合が遮蔽されることにより低減される。

なお、配線９３の一部を層間配線９９に変更したことによるインピーダンスが変化するので、このインピーダンスＺ０を等しくするため、層間配線９９の配線幅は０．１［ｍｍ］に変更している。

そして、必要ＥＭＩ低減量を算出する。必要ＥＭＩ低減量は、図４３ＢのＥＭＩ特性最大値とＥＭＩ許容条件Ａとを比較して算出される。即ち、周波数毎のＥＭＩ最大値特性の値からＥＭＩ許容条件Ａの値を差し引き、プラスであった部分を必要ＥＭＩ低減量として算出する。図４３Ｂの場合、必要ＥＭＩ低減量は、周波数６０［ＭＨｚ］で３．３７［ｄＢ］、周波数１００［ＭＨｚ］で５．０９［ｄＢ］、周波数１４０［ＭＨｚ］で２．５１［ｄＢ］となる。

次に、変更部１５Ｂは、改善効果データベースから改善効果を取得して、配線内層化割合を最大限改善した場合の最大ＥＭＩ低減量を抽出する。

この改善効果として、図４５に示すような、同様の基板サイズ、等しいインピーダンスや配線幅、配線長の配線、同様のケーブル位置のときにおける、配線内層化割合におけるＥＭＩ低減効果を示している。このとき、全く同じ条件のものが無い場合は、条件が近いものを選択しても良いが、この改善効果のライブラリを充実させることが、より正確な特性を求める要因となることは付言するまでもない。

図４５は、周波数５００［ＭＨｚ］までの範囲で、配線内層化割合を０％のときの改善効果に対して配線内層化割合を２５％、５０％、７５％に変えたときの改善効果を示したグラフである。このとき、図４５のグラフは低減効果を示すため、負の値を用いて表現している。即ち、図４３Ｂにおいて、低減効果＝ＥＭＩ特性最大値−ＥＭＩ許容条件Ａとして算出した値を示している。なお、例えば配線内層化割合を３０％とするような場合は、補間等により導出することができる。

これらの改善効果は、実測に基づくデータ又は電磁界解析で導出したデータを改善条件によって整理して用いることが可能である。

制限事項が配線内層化割合を７５％まで許容するとき図４５において２点鎖線のグラフから、最大ＥＭＩ低減量は、周波数６０［ＭＨｚ］で１０．６１［ｄＢ］、周波数１００［ＭＨｚ］で１０．０５［ｄＢ］、周波数１４０［ＭＨｚ］で９．６０［ｄＢ］となる。

次に、最大ＥＭＩ低減量が必要ＥＭＩ低減量以上になっているかどうかの比較判定を行う。上記の例では、全ての周波数において最大ＥＭＩ低減量の方が大きいので、必要基板変更量の導出が行われる。即ち、必要基板変更量は、先の変更指針と制限事項とに従えば、図４２に示す配線９３の内層化は７５％となる。そして、この必要基板変更量に対応して図４２の配線９３の７５％を配線９９に変更する。

次に、変更ＥＭＩ特性を導出する。変更ＥＭＩ特性は、図４３Ｂに示したＥＭＩ特性最大値と、図４５に示した７５％内層化のときのＥＭＩ低減量とを演算すると、図４６に示した”内層化７５％”のときのＥＭＩ特性が導出される。”内層化なし”（ＥＭＩ特性演算処理Ｓ７で導出したＥＭＩ特性最大値）と比べ、”７５％内層化”のときのＥＭＩ特性は、全ての周波数においてＥＭＩ許容条件Ａよりも低い値となっていることが判る。

変更ＥＭＩ特性は、変更部１５ＢからＥＭＩ条件判定部３に出力されるので、ＥＭＩ条件判定部３は変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件Ａを満たすか否かを判断する。

図４６より、配線を７５％内層化した場合の変更ＥＭＩ特性は、全ての周波数でＥＭＩ許容条件Ａを満たしている。従って、ＥＭＩ条件判定部３は、変更ＥＭＩ特性、変更設計情報（内層化情報を含む）、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件を出力部８に出力する。

このときこれらの情報から基板設計情報、ＬＳＩ設計情報、ケーブル構造設計情報が抽出されて、記憶装置２５の設計情報データベース２４に格納される。なお、ここでは内層化割合の増加を行っただけなので、変更されるのは基板設計情報だけである。無論、この基板構成のときに図４６のようなＥＭＩ特性が出力されるという情報も格納しても良い。

ところで、先の制限事項が異なり、”配線の内層化割合を２５％まで増やすことが可能”とする内容の場合には、変更ＥＭＩ特性は図４６で示す”内層化２５％”の特性になる。このとき、ＥＭ特性最大値が周波数１００［ＭＨｚ］でＥＭＩ許容条件Ａより大きくなるため、変更ＥＭＩ特性はＥＭＩ許容条件を満たさないことになる。

この場合は、最大ＥＭＩ低減量が必要ＥＭＩ低減量以上になっていないので、最大基板変更量導出処理が行われる。しかし、今回の例では、最大基板変更量も配線内層化割合は２５％となるため、最終的に導出される変更ＥＭＩ特性は変わらない。

なお、上記説明では、ＥＭＩ許容条件Ａを適用した場合について説明したが、ＥＭＩ許容条件Ｂを適用した場合には以下の通りとなる。このとき、重複する説明は省略する。

ＥＭＩ条件判定部３は基本ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件Ｂを満たすか否かを判断する。図４３Ｂに示すように、この場合は、多くの周波数でＥＭＩ許容条件を満たさない。従って、ＥＭＩ条件判定部３は、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、ＥＭＩ許容条件Ｂを変更部１５Ｂに出力する。

変更部１５Ｂは、変更指針及び制限事項に基づき配線の内層化割合の増加が可能か否かを判定する。この判断により、先に説明したように内層化割合は７５％まで可能と判断する。

そこで、変更部１５Ｂは必要ＥＭＩ低減量を算出する。この必要ＥＭＩ低減量に関しても、基本ＥＭＩ特性最大値とＥＭＩ許容条件Ｂとの差分から算出される。図４３Ｂから必要ＥＭＩ低減量は、周波数６０［ＭＨｚ］で１３．３７［ｄＢ］、周波数１００［ＭＨｚ］で１５．０９［ｄＢ］、周波数１４０［ＭＨｚ］で１２．５１［ｄＢ］、周波数１８０［ＭＨｚ］で３．３２［ｄＢ］、周波数２２０［ＭＨｚ］で２．４４［ｄＢ］、周波数２６０［ＭＨｚ］で２．９１［ｄＢ］、周波数３００［ＭＨｚ］で３．８８［ｄＢ］、周波数３４０［ＭＨｚ］で１．１８［ｄＢ］となる。

次に、最大ＥＭＩ低減量を抽出する。この場合も、制限事項が配線内層化割合は７５％まで可能とする。このとき図４５から最大ＥＭＩ低減量は、周波数６０［ＭＨｚ］で１０．６１［ｄＢ］、周波数１００［ＭＨｚ］で１０．０５［ｄＢ］、周波数１４０［ＭＨｚ］で９．６０［ｄＢ］、周波数１８０［ＭＨｚ］で９．２９［ｄＢ］、周波数２２０［ＭＨｚ］で９．１０［ｄＢ］、周波数２６０［ＭＨｚ］で９．０４［ｄＢ］、周波数３００［ＭＨｚ］で９．１０［ｄＢ］、周波数３４０［ＭＨｚ］で９．３０［ｄＢ］となる。

そして、最大ＥＭＩ低減量が必要ＥＭＩ低減量以上になっているか否かが判定される。上記の場合、周波数６０［ＭＨｚ］、周波数１００［ＭＨｚ］、周波数１４０［ＭＨｚ］で必要ＥＭＩ低減量の方が大きい。従って、最大ＥＭＩ低減量が必要ＥＭＩ低減量以上になっていない。そこで、変更部１５Ｂは、最大基板変更量を導出する。

上述した変更指針と制限事項とに従えば、最大基板変更量は、図４２の配線９３を７５％の内層化である。そこで、図４２の配線９３を、図４４のように内層化割合７５％の配線９９に変更する。

次に、変更ＥＭＩ特性が導出され、この変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件Ｂを満たすか否かの判断が行われる。先ほども述べたとおり、最大ＥＭＩ低減量が必要ＥＭＩ低減量よりも小さいため、”７５％内層化”のときのＥＭＩ特性は、６０〜１００［ＭＨｚ］の周波数範囲内において許容条件Ｂよりも高い値となっている。即ち、変更ＥＭＩ特性がＥＭＩ許容条件Ｂを満たさない判断される。

そこで、ＥＭＩ条件判定部３は、基本設計情報、基本ＥＭＩ特性、変更設計情報、変更ＥＭＩ特性ＥＭＩ許容条件Ｂを追加変更部１６Ｂに出力する。

追加変更部１６Ｂは、追加対策データベース１７から追加変更指針と追加改善効果とを取得する。ここで、追加変更指針が”配線の受信端付近とＧＮＤ層との間に２５［Ω］または５０［Ω］の抵抗素子を１個追加する”という部品追加を指示する内容であったとする。また、部品追加に関する制限事項が、”１０円／個以下の部品しか使用してはならない”とする内容であったとする。

追加変更部１６Ｂは、追加変更指針の規定内容から部品追加であると判断して、部品追加部２２に処理を行わせる。制限事項は、”１０円／個以下の部品しか使用してはならない”であるが、２５［Ω］の抵抗素子は１０円／個以上であり、５０［Ω］の抵抗素子は１０円／個以下の場合には、追加部品として５０［Ω］の抵抗素子が選択されて、図４７Ａに示すように受信端ＬＳＩ９２付近に追加される。

次に、基板構成変更処理が行われて、５０［Ω］の抵抗素子１００が基板に接続されるように、配線との接続パッドやＧＮＤ配線との接続用ヴィアを追加する等の構成変更が行われる。

このような追加変更が終了すると、その変更情報が追加変更設計情報としてＥＭＩ導出ユニットに出力される。ＥＭＩ特性導出ユニット２Ｂは追加変更ＥＭＩ特性を導出する。このようにして求められた追加ＥＭＩ特性は、ＥＭＩ条件判定部３に送られ、ＥＭＩ許容条件Ｂを満たすか否かの判断が行われる。

図４８は、導出された追加変更ＥＭＩ特性を示している。図４８に示すように、”内層化７５％のみ”（配線内層化のみを行ったときの特性）の追加ＥＭＩ特性は、先ほども述べたとおり、周波数６０〜１４０［ＭＨｚ］でＥＭＩ許容条件Ｂより大きな値を取っているが、”内層化７５％＋５０［Ω］抵抗素子の追加”（配線内層化と部品追加を組み合わせたときの特性）の追加ＥＭＩ特性は、全ての周波数範囲でＥＭＩ許容条件Ｂより小さな値となっている。

このようにして求められた追加ＥＭＩ特性は、ＥＭＩ条件判定部３に送られ、ＥＭＩ許容条件Ｂを満たすか否かの判断が行われる。

ここで、図４８に示したとおり、配線を７５％内層化し、５０［Ω］の抵抗素子を追加することによって、ＥＭＩ特性は許容条件Ｂを満たすことになるので、判定基準を満たすとされ、結果出力処理Ｓ６に進み、記憶装置２５に記憶された基板設計情報、ＬＳＩ設計情報、ケーブル構造設計情報にこの結果が書き込まれる。

なお、ここでは配線の内層化割合の増加、及び、５０［Ω］の抵抗素子の追加を行っただけなので、変更されるのは基板設計情報だけである。

本発明によれば、ケーブルが接続されており、ＬＳＩが実装された基板において、設計段階毎に、余分な計算コストをかけずにＥＭＩ特性を導出する用途に適用可能である。

また、発生するＥＭＩが予め設定された制限事項を満たすように、基板構成や実装部品を変更する等により基板の設計変更を行うことが容易、かつ、効率的に行える。

上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
＜付記１＞
回路基板の設計に用いる基板設計装置であって、
ケーブルが接続される前記回路基板の設計情報に基づき、前記ケーブルから放射されるＥＭＩ特性を導出するＥＭＩ特性導出ユニットと、
前記ＥＭＩ特性の許容条件であるＥＭＩ許容条件を格納する判定基準データベースと、
前記ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たすか否かを判定するＥＭＩ条件判定部と、
前記ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たさなかった場合、前記ＥＭＩ許容条件を満たすために必要な前記回路基板の構成を変更するための変更指針と該変更指針に対応した改善効果とを格納する改善効果データベースと、
前記基板の構成変更を行う際の制限事項を格納する制限事項データベースと、
前記変更指針と前記制限事項に従い前記基板の構成変更を行う構成変更ユニットと、を備えることを特徴とする基板設計装置。
＜付記２＞
付記１に記載の基板設計装置であって、
前記ＥＭＩ特性導出ユニットは、前記設計情報から前記ＥＭＩ特性の導出に必要なパラメータを抽出し、当該パラメータを用いて前記ＥＭＩ特性を計算することを特徴とする基板設計装置。
＜付記３＞
付記１に記載の基板設計装置であって、
前記ＥＭＩ特性導出ユニットは、前記設計情報から電磁界解析により前記ＥＭＩ特性を導出する際に、前記設計情報から前記回路基板の解析モデルを作成し、当該解析モデルに対して前記電磁界解析を行うことにより前記ＥＭＩ特性を導出することを特徴とする基板設計装置。
＜付記４＞
付記１に記載の基板設計装置であって、
前記ＥＭＩ特性導出ユニットは、
前記設計情報から前記ＥＭＩ特性の導出に必要なパラメータを抽出し、当該パラメータを用いて前記ＥＭＩ特性を計算するＥＭＩ特性演算部と、
前記設計情報から前記ＥＭＩ特性の導出の為の前記回路基板の電磁界解析モデルを作成し、当該解析モデルに対して電磁界解析を行うことにより前記ＥＭＩ特性を導出するＥＭＩ特性解析部と、
の何れかもしくは両方を備えることを特徴とする基板設計装置。
＜付記５＞
付記１乃至４のいずれか１項に記載の基板設計装置であって、
前記構成変更ユニットは、
前記ＥＭＩ条件判定部により前記ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たないと判断された際に、前記制限事項が許容する範囲で前記変更指針に従い前記回路基板の構成変更を行って構成変更後の設計情報を変更設計情報として求め、該変更設計情報を用いて変更後のＥＭＩ特性を変更ＥＭＩ特性として導出し、当該変更ＥＭＩ特性と前記変更設計情報とを前記ＥＭＩ条件判定部に出力する変更部を備えることを特徴とする基板設計装置。
＜付記６＞
付記５に記載の基板設計装置であって、
前記変更部は、前記回路基板における配線の内層化率を変更することを特徴とする基板設計装置。
＜付記７＞
付記５又は６に記載の基板設計装置であって、
前記構成変更ユニットは、
前記ＥＭＩ条件判定部により前記変更ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たないと判断された際に、追加変更指針及び追加改善効果を取得する追加対策データベースと、
前記制限事項が許容する範囲で前記追加対策データベースから取得した前記追加変更指針に従い前記回路基板の構成を追加変更して追加変更設計情報を求め、該追加変更設計情報を前記ＥＭＩ特性導出ユニットに出力する追加変更部と、を備えることを特徴とする基板設計装置。
＜付記８＞
付記７に記載の基板設計装置であって、
前記追加変更部は、前記変更部と異なる手法で前記回路基板の構成を変更して、追加変更後の基板構成に関する情報を前記追加変更設計情報として前記ＥＭＩ特性導出ユニットに出力し、該ＥＭＩ特性導出ユニットに前記追加変更設計情報に基づきＥＭＩ特性を追加変更ＥＭＩ特性として導出させることを特徴とする基板設計装置。
＜付記９＞
付記８に記載の基板設計装置であって、
前記追加変更部は、
前記回路基板に設けられている配線の配線構成を変更する配線構造変更部と、
前記回路基板の信号源の特性を変更する信号特性変更部と、
前記回路基板に対策部品を追加する部品追加部と、
前記回路基板に接続された前記ケーブルの構成を変更するケーブル変更部と、を含む
ことを特徴とする基板設計装置。
＜付記１０＞
付記７乃至９のいずれか１項に記載の基板設計装置であって、
前記判定基準データベース、前記改善効果データベース、前記制限事項データベース、及び、前記追加対策データベースの少なくとも１つを記憶する記憶装置を備え、かつ、当該記憶装置には、
前記回路基板の構成情報を格納する回路基板設計情報と、
前記回路基板に搭載される半導体集積回路の内部設計情報を格納する半導体集積回路設計情報と、
回路基板に接続されるケーブルの情報を格納するケーブル構造設計情報と、を含む設計情報データベースが記憶されて、該設計情報データベースに格納された前記回路基板設計情報、前記半導体集積回路設計情報、及び、ケーブル構造設計情報が補助設計情報として前記ＥＭＩ導出ユニットに出力される、
ことを特徴とする基板設計装置。
＜付記１１＞
付記１０に記載の基板設計装置であって、
前記ＥＭＩ条件判定部は、前記ＥＭＩ特性、前記変更ＥＭＩ特性、前記追加変更ＥＭＩ特性のいずれか１つのＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たすと判断した場合には、当該ＥＭＩ特性をそれぞれの導出の元になった前記設計情報、前記変更設計情報、前記追加変更設計情報と共に出力部に出力し、かつ、当該情報から前記回路基板設計情報、前記半導体集積回路設計情報、前記ケーブル構造設計情報の少なくとも１つを抽出して前記設計情報データベースに格納することを特徴とする基板設計装置。
＜付記１２＞
回路基板の設計に用いる基板設計方法であって、
ケーブルが接続される前記回路基板の設計情報に基づき、前記ケーブルから放射されるＥＭＩ特性を導出するＥＭＩ特性導出手順と、
判定基準データベースから前記ＥＭＩ特性の許容条件であるＥＭＩ許容条件を取得して、前記ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たすか否かを判定するＥＭＩ条件判定手順と、
前記ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たさなかった場合、改善効果データベースから前記ＥＭＩ許容条件を満たすために必要な前記回路基板の構成を変更するための変更指針と該変更指針に対応した改善効果とを取得すると共に、制限事項データベースから前記回路基板の構成変更を行う際の制限事項を取得して、前記変更指針と前記制限事項に従い前記基板の構成変更を行う構成変更手順と、を含むことを特徴とする基板設計方法。
＜付記１３＞
付記１２に記載の基板設計方法であって、
前記ＥＭＩ特性導出手順は、前記設計情報から前記ＥＭＩ特性の導出に必要なパラメータを抽出する手順と、
抽出された前記パラメータを用いて前記ＥＭＩ特性を計算する手順と、を含むことを特徴とする基板設計方法。
＜付記１４＞
付記１２に記載の基板設計方法であって、
前記ＥＭＩ特性導出手順は、前記設計情報から前記ＥＭＩ特性の導出の為の前記回路基板の電磁界解析モデルを作成する手順と、
作成された前記解析モデルに対して電磁界解析を行うことにより前記ＥＭＩ特性を導出する手順と、を含むことを特徴とする基板設計方法。
＜付記１５＞
付記１２に記載の基板設計方法であって、
前記ＥＭＩ特性導出手順は、
前記設計情報から前記ＥＭＩ特性の導出に必要なパラメータを抽出し、当該パラメータを用いて前記ＥＭＩ特性を計算するＥＭＩ特性演算手順と、
前記設計情報から前記ＥＭＩ特性の導出の為の前記回路基板の電磁界解析モデルを作成し、当該解析モデルに対して電磁界解析を行うことにより前記ＥＭＩ特性を導出するＥＭＩ特性解析手順と、を含むことを特徴とする基板設計方法。
＜付記１６＞
付記１２乃至１５のいずれか１項に記載の基板設計方法であって、
前記構成変更手順は、
前記ＥＭＩ条件判定手順により前記ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たないと判断された際に、前記制限事項が許容する範囲で前記変更指針に従い前記回路基板の構成変更を行って構成変更後の設計情報を変更設計情報として求め、該変更設計情報を用いて変更後のＥＭＩ特性を変更ＥＭＩ特性として導出し、当該変更ＥＭＩ特性と前記変更設計情報とを出力する変更手順を含むことを特徴とする基板設計方法。
＜付記１７＞
付記１６に記載の基板設計方法であって、
前記変更手順は、前記回路基板における配線の内層化率を変更することを特徴とする基板設計方法。
＜付記１８＞
付記１６又は１７に記載の基板設計方法であって、
前記構成変更手順は、
前記ＥＭＩ条件判定手順により前記変更ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たないと判断された際に、追加対策データベースから追加変更指針及び追加改善効果を取得する手順と、
前記制限事項が許容する範囲で前記追加変更指針に従い前記回路基板の構成を追加変更して追加変更設計情報を求める手順と、
前記追加変更設計情報を用いて前記ＥＭＩ特性導出手順で前記追加ＥＭＩ特性を導出できるようにする手順と、を含む追加変更手順を含むことを特徴とする基板設計方法。
＜付記１９＞
付記１８に記載の基板設計方法であって、
前記追加変更手順は、前記変更手順と異なる手法で前記回路基板の構成を変更して、追加変更後の基板構成に関する情報を前記追加変更設計情報とする手順を含むことを特徴とする基板設計方法。
＜付記２０＞
付記１９に記載の基板設計方法であって、
前記追加変更手順は、
前記回路基板に設けられている配線の配線構成を変更する配線構造変更手順と、
前記回路基板の信号源の特性を変更する信号特性変更手順と、
前記回路基板に対策手順品を追加する手順品追加手順と、
前記回路基板に接続された前記ケーブルの構成を変更するケーブル変更手順と、を含む
ことを特徴とする基板設計方法。
＜付記２１＞
付記１８乃至２０のいずれか１項に記載の基板設計方法であって、
前記回路基板の構成情報を格納する回路基板設計情報格納手順と、
前記回路基板に搭載される半導体集積回路の内部設計情報を格納する半導体集積回路設計情報格納手順と、
回路基板に接続されるケーブルの情報を格納するケーブル構造設計情報格納手順と、
を含むことを特徴とする基板設計方法。
この出願は、２０１２年９月２７日に出願された日本出願特願２０１２−２１４１７９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

２Ａ〜２Ｄ ＥＭＩ特性導出ユニット
２Ｄａ ＥＭＩ特性演算部
２Ｄｂ ＥＭＩ特性解析部
３ ＥＭＩ条件判定部
４ 判定基準データベース
５Ａ 構成変更ユニット
５Ｂ 構成変更ユニット
５Ｃ 構成変更ユニット
６ 改善効果データベース
７ 制限事項データベース
８ 出力部
１０ パラメータ抽出部
１１ ＥＭＩ特性計算部
１３ モデル生成部
１４ モデル解析部
１５Ｂ 変更部（内層化部）
１５Ａ 変更部
１６Ａ，１６Ｂ 追加変更部
１７ 追加対策データベース
２０ 配線構造変更部
２１ 信号特性変更部
２２ 部品追加部
２３ ケーブル変更部
２４ 設計情報データベース
２５ 記憶装置
２６ 回路基板設計情報部
２６ 基板設計情報
２７ ＬＳＩ設計情報部
２８ ケーブル構造設計情報部
２００Ａ〜２００Ｉ 基板設計装置

Claims (8)

1. 回路基板の設計に用いる基板設計装置であって、
   ケーブルが接続される前記回路基板の設計情報に基づき、前記ケーブルから放射されるＥＭＩ特性を導出するＥＭＩ特性導出手段と、
   前記ＥＭＩ特性の許容条件であるＥＭＩ許容条件を格納する判断基準データ格納手段と、
   前記ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たすか否かを判定するＥＭＩ条件判定手段と、
   前記ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たさなかった場合、前記ＥＭＩ許容条件を満たすために必要な前記回路基板の構成を変更するための変更指針と該変更指針に対応した改善効果とを格納する改善効果データ格納手段と、
   前記基板の構成変更を行う際の制限事項を格納する制限事項データ格納手段と、
   前記変更指針と前記制限事項に従い前記基板の構成変更を行う構成変更手段であって、
   前記ＥＭＩ条件判定手段により前記ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たないと判断された際に、前記制限事項が許容する範囲で前記変更指針に従い前記回路基板の構成変更を行って構成変更後の設計情報を変更設計情報として求め、該変更設計情報を用いて変更後のＥＭＩ特性を変更ＥＭＩ特性として導出し、当該変更ＥＭＩ特性と前記変更設計情報とを前記ＥＭＩ条件判定手段に出力する変更手段を備える構成変更手段とを、備え、
   前記構成変更手段の前記変更手段は、前記回路基板における配線の内層化割合を変更することを特徴とする基板設計装置。
2. 請求項１に記載の基板設計装置であって、
   前記ＥＭＩ特性導出手段は、前記設計情報から前記ＥＭＩ特性の導出に必要なパラメータを抽出し、当該パラメータを用いて前記ＥＭＩ特性を計算することを特徴とする基板設計装置。
3. 請求項１に記載の基板設計装置であって、
   前記ＥＭＩ特性導出手段は、前記設計情報から電磁界解析により前記ＥＭＩ特性を導出する際に、前記設計情報から前記回路基板の解析モデルを作成し、当該解析モデルに対して前記電磁界解析を行うことにより前記ＥＭＩ特性を導出することを特徴とする基板設計装置。
4. 請求項１に記載の基板設計装置であって、
   前記ＥＭＩ特性導出手段は、
   前記設計情報から前記ＥＭＩ特性の導出に必要なパラメータを抽出し、当該パラメータを用いて前記ＥＭＩ特性を計算するＥＭＩ特性演算手段と、前記設計情報から前記ＥＭＩ特性の導出の為の前記回路基板の電磁界解析モデルを作成し、当該解析モデルに対して電磁界解析を行うことにより前記ＥＭＩ特性を導出するＥＭＩ特性解析部と、の何れかもしくは両方を備えることを特徴とする基板設計装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板設計装置であって、
   前記構成変更手段は、
   前記ＥＭＩ条件判定手段により前記変更ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たないと判断された際に、追加変更指針及び追加改善効果を取得する追加対策データ格納手段と、
   前記制限事項が許容する範囲で前記追加対策データ格納手段から取得した前記追加変更指針に従い前記回路基板の構成を追加変更して追加変更設計情報を求め、該追加変更設計情報を前記ＥＭＩ特性導出手段に出力する追加変更手段と、を備えることを特徴とする基板設計装置。
6. 請求項５に記載の基板設計装置であって、
   前記追加変更手段は、前記変更手段と異なる手法で前記回路基板の構成を変更して、追加変更後の基板構成に関する情報を前記追加変更設計情報として前記ＥＭＩ特性導出手段に出力し、該ＥＭＩ特性導出手段に前記追加変更設計情報に基づきＥＭＩ特性を追加変更ＥＭＩ特性として導出させることを特徴とする基板設計装置。
7. 請求項６に記載の基板設計装置であって、
   前記追加変更手段は、
   前記回路基板に設けられている配線の配線構成を変更する配線構造変更手段と、
   前記回路基板の信号源の特性を変更する信号特性変更手段と、
   前記回路基板に対策部品を追加する部品追加手段と、
   前記回路基板に接続された前記ケーブルの構成を変更するケーブル変更手段と、を含むことを特徴とする基板設計装置。
8. 回路基板の設計に用いる基板設計方法であって、
   ＥＭＩ特性導出手段が、ケーブルが接続される前記回路基板の設計情報に基づき、前記ケーブルから放射されるＥＭＩ特性を導出し、
   ＥＭＩ条件判定手段が、判断基準データ格納手段から前記ＥＭＩ特性の許容条件であるＥＭＩ許容条件を取得して、前記ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たすか否かを判定し、
   構成変更手段が、前記ＥＭＩ特性が前記ＥＭＩ許容条件を満たさなかった場合、改善効果データ格納手段から前記ＥＭＩ許容条件を満たすために必要な前記回路基板の構成を変更するための変更指針と該変更指針に対応した改善効果とを取得すると共に、制限事項データ格納手段から前記回路基板の構成変更を行う際の制限事項を取得して、前記変更指針と前記制限事項に従い前記基板の構成変更を行い、
   前記変更指針は、前記回路基板における配線の内層化に関するものであり、前記構成変更手段は、前記回路基板における配線の内層化割合を変更する、ことを特徴とする基板設計方法。

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