JPH04360274A - 領域パターン自動生成処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板の自動設
計において領域パターンを生成する方式に関し、特に基
板上の任意の層の空き領域に電源，アース等の領域パタ
ーンを自動的に入力するための領域パターン自動生成処
理方式に関するものである。

【０００２】近年における高密度実装の要求に伴って、
同一プリント基板上に異なるテクノロジーに基づく回路
を搭載することが多くなり、そのためプリント板上の各
部において、パターン密度が異なる場合がある。例えば
、表面実装部品（ＳＭＤ）が搭載された部分は一般に配
線パターン密度が高くなるが、それ以外の部品が搭載さ
れた部分は配線パターン密度がそれほど高くならない。

【０００３】このように同一プリント基板上で、配線パ
ターン密度が異なる場合には、プリント板の反りや、エ
ッチングの不均一等の問題を生じやすい。

【０００４】これに対して、プリント基板の自動設計時
に、プリント板上の空き領域に領域パターンを生成して
、配線パターン密度を均一化することによって、上述の
ような問題を解消する、領域パターン自動生成処理方式
が要望される。

【０００５】

【従来の技術】従来、プリント基板における配線パター
ン密度の違いは、一般には特に考慮されていない場合が
多い。なお一部においては、空き領域を探してネットな
し、すなわちどこにも接続されない、ダミーのパターン
を入力する方法も用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プリン
ト基板上において配線パターン密度が異なる場合には、
プリント板の反りを生じやすいという問題がある。また
配線パターン密度が異なる場合には、パターン密度の小
さい部分においてオーバーエッチングを生じ、パターン
密度の大きい部分においてアンダーエッチングを生じる
ことによって、エッチングの不均一が生じやすいという
問題がある。

【０００７】一方、空き領域にネットなしのダミーのパ
ターンを設ける方法では、このパターンに基づいてノイ
ズが増加する場合があるという問題があった。

【０００８】本発明はこのような従来技術の課題を解決
しようとするものであって、パターン設計が完了したプ
リント基板に対して、領域パターンを自動生成すること
によって、各部のパターン密度を均一化して、プリント
板の反りやエッチングの不均一をなくすとともに、自動
生成する領域パターンをアースネットまたは電源ネット
にすることによって、従来のダミーパターンの場合と比
べてノイズを減少させて特性を向上することができる、
領域パターン自動生成処理方式を提供することを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に配置
した部品のランド，領域パターン，配線ライン，配線ビ
ア等の要素を有するプリント基板上に任意のネットの領
域パターンを自動生成する方式において、プリント板の
配線領域を複数の部分領域に分割する部分領域分割段階
と、各部分領域におけるパターン密度を求めるパターン
密度算定段階と、求められた各部分領域のパターン密度
を比較するパターン密度比較段階と、パターン密度の低
い部分領域内に指定ネットの領域パターンを生成する領
域パターン生成段階と、生成した領域パターンの密度を
調整するパターン密度調整段階とを備えたことを特徴と
するものである。

【００１０】また本発明は、上述の領域パターン生成段
階が、パターン密度の低い部分領域内において、指定ネ
ットの部品ランドまたは配線ビアを基点として、この部
分領域内における空き領域を探索することによって、こ
の空き領域内に領域パターンを生成する処理を、指定ネ
ットの部品ランドおよび配線ビア数分、規定のパターン
密度になるまで繰り返すことによって実行されることを
特徴とするものである。

【００１１】さらにまた本発明は、上述の領域パターン
生成段階が、パターン密度の低い部分領域内において、
指定ネットの配線ラインを基点として、この部分領域内
における空き領域または配線ラインの幅を広げた領域を
探索することによって、この領域内に領域パターンを生
成する処理を、指定ネットの配線ライン数分、規定のパ
ターン密度になるまで繰り返すことによって実行される
ことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】図１は、本発明の原理的構成を示したものであ
る。本発明の領域パターン自動生成処理方式においては
、部分領域分割段階１において、プリント板の配線領域
を複数の部分領域に分割し、パターン密度算定段階２に
おいて、各部分領域におけるパターン密度を求め、パタ
ーン密度比較段階３において、求められた各部分領域の
パターン密度を比較し、領域パターン生成段階４におい
て、パターン密度の低い部分領域内に任意のネットの領
域パターンを生成し、パターン密度調整段階５において
、生成した領域パターンの密度を調整するようにしたの
で、プリント板のパターン密度を均一化して、プリント
板の反りやエッチングの不均一をなくすとともに、自動
生成する領域パターンをアースネットまたは電源ネット
にすることによって、ノイズを減少させて特性を向上さ
せることができる。

【００１３】以下、本発明の領域パターン自動生成処理
方式を、各段階ごとに詳細に説明する。

【００１４】部分領域分割段階１においては、プリント
板の配線領域（矩形または任意の多角形）を、予め定め
られた分割方法に従って、複数の部分領域に分割する。 分割方法としては、例えば２等分，３等分，４等分，６
等分，８等分，…等がある。分割の際は、通常、各部分
領域の面積が等しくなるようにする。

【００１５】図２は、配線領域を部分領域に分割する方
法を例示したものであって、（ａ）　は２等分の場合、
（ｂ）　は３等分の場合、（ｃ）　は４等分の場合、（
ｄ）　は６等分の場合をそれぞれ示している。

【００１６】パターン密度算定段階２においては、部分
領域分割段階１において求められた各部分領域のパター
ン密度を求める。

【００１７】図３は、パターン密度算定の手順をフロー
チャートによって示したものである。図３に示すように
、部分領域の面積を求めたのち（Ｓ１）、各部分領域内
の配線パターンの総面積、すなわち部品ランド，ライン
，ビア，領域パターンの面積の総和を求め（Ｓ２）、こ
れを部分領域の面積で割る（Ｓ３）ことによって、パタ
ーン密度〔％〕が算定される。

【００１８】パターン密度比較段階３においては、パタ
ーン密度算定段階２において求められた各部分領域のパ
ターン密度を比較して、どの部分領域に領域パターンを
生成するかを決定する。通常は、最も密度の高い部分領
域のパターン密度と同じになるように、その他の部分領
域に領域パターンを生成する。

【００１９】図４は、パターン密度比較の手順をフロー
チャートによって示したものである。部分領域のパター
ン密度の比較は図４に示すように、各部分領域における
パターン密度の最大値を求めたのち（Ｓ１１）、パター
ン密度が最大の部分領域以外の部分領域に、どれだけの
面積の領域パターンを追加するかを、部分領域ごとに計
算する（Ｓ１２）ことによって行なわれる。

【００２０】領域パターン生成段階４においては、パタ
ーン密度比較段階３において求められた低密度の部分領
域内に領域パターンを生成する。領域パターンの生成は
、公知技術の領域パターン生成方法によって行なう。

【００２１】図５は、領域パターン生成方法を示したも
のであって、図形演算によって領域パターンを求める従
来の方法を示している。すなわち、部分領域１１を指定
ネットの領域パターン入力エリアとして、指定ネット以
外の要素１２（ライン，ランド，ビア，領域パターン，
パターン入力禁止領域）を、電気的に必要とするクリア
ランスの分だけ拡大した図形１３との差を求めて、領域
パターン１４とする。

【００２２】図６は、領域パターン生成の手順をフロー
チャートによって示したものである。すなわち、低密度
の部分領域内における空き領域に、前述のように公知技
術によって指定ネットの領域パターンを生成する処理を
、低密度の部分領域の数だけ繰り返すことによって、領
域パターンが生成される。

【００２３】パターン密度調整段階５においては、領域
パターン生成段階４において生成された、領域パターン
の密度を部分領域ごとに調整する。すなわち、部分領域
内に領域パターンを生成したのちに、パターン密度を計
算すると、目的とするパターン密度を超過してしまう場
合があるので、この場合は、生成した領域パターンを含
む最小矩形を求めて、その面積が小さくなる順に縮小化
処理を行なう。

【００２４】図７は、領域パターンの縮小化処理を例示
したものであって、（ａ）　は縮小処理前の領域パター
ンを示し、ハッチング部は領域パターンを、点線はこの
領域パターンを囲む最小矩形を示している。（ｂ）　は
縮小処理を示し、実線■〜■はこの線の外側の領域パタ
ーンを削除することによって、領域パターンを縮小する
ことを示している。（ｃ）　は縮小処理後の領域パター
ンを示したものである。

【００２５】この場合、一つの領域パターンで縮小でき
る範囲を決めておき、それを超えた場合に、複数の領域
パターンがあるときは、他の領域パターンについて縮小
処理を行なうようにする。

【００２６】図８，図９は、パターン密度調整の手順を
示すフローチャートの前半および後半を示す図である。 両図に示すように、低密度の部分領域内に生成した領域
パターンの数とそれぞれの面積と、面積の総和とを求め
（Ｓ３１）、領域パターン生成後のパターン面積が最大
密度の領域のパターン面積より大きいときは（Ｓ３２）
、生成領域パターンが複数のときは（Ｓ３３）、面積の
大きい順にソートして（Ｓ３４）、面積最大の領域パタ
ーンを処理対象とする（Ｓ３５）。次に、領域パターン
を含む最小矩形を求めて（Ｓ３７）、上下左右から指定
の単位長さで領域パターンを切断したと仮定して、それ
ぞれの方向から削除される面積が最小となる方向を調べ
る（Ｓ３７）。そして、生成領域が複数で１領域パター
ンでの縮小可能範囲を超えたときは（Ｓ３８）、次に面
積の大きい領域パターンを処理対象として処理を行なう
（Ｓ３９）。このような処理を、縮小後のパターン面積
が最大密度の領域のパターン面積より小さくなるまで繰
り返して行い（Ｓ４０）、低密度の部分領域の数だけ処
理したとき終了とする（Ｓ４１）。

【００２７】

【実施例】図１０〜図１５は、本発明方式の一実施例を
示したものであって、前述の図形演算の手法によって領
域パターンを生成する単純モデルの場合を示している。

【００２８】図１０は、本発明の一実施例におけるプリ
ント板の分割を例示したものであって、４分割した場合
の１個の部分領域が太実線で示されている。

【００２９】図１１は、本発明の一実施例における部分
領域の例を示したものである。このような各部分領域に
ついて、配線密度の計算を行なう。配線密度の計算は前
述のように、ランド，ライン，ビア，領域パターンの面
積の総和を、部分領域の面積で割ることによって求めら
れる。図中、□，■は部品接続取り付け用のランド、○
，●は層間接続用のビア（中継孔）を示し、●，■は指
定ネット、○，□は指定ネット以外のネットを示してい
る。ここで指定ネットは、同電位（指定電位）の部分を
示している。また実線は、ライン（配線）を示している
。

【００３０】図１２は、本発明の一実施例における領域
パターンの生成を示したものである。図中、斜線を施し
て示す部分２１，２２，２３，２４は、生成された領域
パターンを示している。このようにして領域パターンを
生成された各部分領域について、パターン密度の比較を
行なう。

【００３１】図１３は、本発明の一実施例における孤立
領域パターンの削除を示したものである。配線密度の計
算の結果、目標とする配線密度を超えている場合は、指
定ネットと接続できない孤立領域パターンを削除する。 この場合、領域パターンの削除ごとに配線密度を計算し
て、比較を行なう必要がある。図１３においては、図１
２に示された領域パターン２３，２４が削除されたこと
が示されている。

【００３２】図１４は、本発明の一実施例における領域
縮小処理を示したものである。孤立パターンを削除した
図１３の領域パターンのうちの最大の領域パターン２１
について、図１４において点線で示すように最小矩形を
求めて、この矩形内において、■〜■に示すように矩形
の外側から一定の値ずつ削除する。削除は上下左右の４
方向から、次第に内側へ削るようにする。図１４は、削
除する領域が小さい順になるように制御する場合を示し
ている。

【００３３】図１５は、本発明の一実施例における領域
縮小処理後の領域パターンを示したものであって、（ａ
）　は図１４における■の削除処理後の領域パターン、
（ｂ）　は図１４における■の削除処理後の領域パター
ン、（ｂ）　は図１４における■の削除処理後の領域パ
ターンをそれぞれ示している。

【００３４】このような領域パターンの削除を行なうと
きは、領域パターンが同じネットの要素から孤立しない
ように制御する。ただし、指定ネットと同じネットのラ
インは、領域に含んでもよい。

【００３５】図１６〜図１９は、本発明方式の他の実施
例を示したものであって、部分領域内の指定ネットの部
品ランドまたはビアを基点として、空き領域を検索して
領域パターンを生成することによって、孤立パターンの
発生を防止する場合を示している。

【００３６】図１６は、本発明の他の実施例における部
分領域の例を示したものである。このような各部分領域
について、前述のように配線密度の計算を行なう。図中
、★で示す３１は、指定ネットの注目ランドまたはビア
を示している。

【００３７】図１７は、領域パターンの生成を示したも
のである。この場合は、注目ランドまたはビア３１から
検索を開始し、部分領域の境界または他ネットを障害物
とみなして、これに行き当たったときは、規定方向に９
０°回転して検索を行なう処理を繰り返すことによって
空き領域を検索して、検索された空き領域に領域パター
ンを生成する。この場合、障害物に行き当たったときは
その障害物に沿って検索を行なうように制御を行なうと
ともに、障害物の周囲では障害物から一定のクリアラン
スを設けるようにする。同一ネットのランドおよびビア
は通常、障害物と同様に扱うが、同一ネットのラインは
障害物とみなさない。形成された領域パターンの内部に
他ネットのランドまたはビアが含まれるときは、その周
囲にクリアランスを設定する打抜きの処理を行なう。こ
のようにして、斜線を施して示す領域パターン３２を生
成する。

【００３８】図１８は、本発明の他の実施例における他
の領域パターンの生成を示したものである。この場合は
、★で示す指定ネットの注目ランドまたはビア３３から
、同様に他ネットを障害物とみなして避けて検索するこ
とによって、斜線を施して示す領域パターン３４を生成
する。この場合は、既に生成された領域パターンがある
場合、これと接続されている方向へは、探索を行なわな
い。

【００３９】図１９は、本発明の他の実施例における全
領域パターンの検索終了時を示したものであって、領域
パターン３２，３４が生成されたことが示されている。 なお、このような領域パターンの生成方法については、
特願昭６１−２５５１７２（特開昭６３−１０８４６６
），特願昭６２−４９１８８（特開昭６３−２１６１７
６）に詳細に記載されている。

【００４０】図２０〜図２４は、本発明方式のさらに他
の実施例を示したものであって、分割領域内の指定ネッ
トのラインを基点として、空き領域を検索して領域パタ
ーンを生成する場合を示している。

【００４１】図２０は、本発明のさらに他の実施例にお
ける部分領域の例を示したものである。このような各部
分領域について、前述のようにして配線密度の計算を行
なう。図中、実線４１，４２は指定ネットのラインを示
している。

【００４２】図２１は、本発明のさらに他の実施例にお
ける領域パターンの生成を示したものであって、ライン
４１，４２から前述と同様の方法によって空き領域を検
索することによって、領域パターン４３を生成すること
が示されている。この例では、部分領域の配線密度の計
算結果、目標とする配線密度を超えているので、領域パ
ターンの削除が必要となる。

【００４３】図２２は、本発明のさらに他の実施例にお
ける部分領域の他の例を示したものである。この場合は
、配線密度が高く、上述のように空き領域に領域パター
ンを生成する方法を用いることができないので、指定ネ
ットのラインの幅を広げることによって、領域パターン
を生成する。

【００４４】図２３は、本発明のさらに他の実施例にお
ける領域パターンの生成を示したものであって、図２２
に示された部分領域における指定ネットのライン４４，
４５の幅を広げて領域パターン４６，４７を生成するこ
とが示されている。この場合は、目標とする配線密度を
超えていない。

【００４５】図２４は、本発明のさらに他の実施例にお
ける領域パターンの生成の他の例を示したものである。 この場合は、領域パターンの生成を、ラインの周りに限
定した場合を示している。図中、領域パターン４８，４
９は、指定ネットのライン４４，４５の周りに限定して
生成された領域パターンを示している。この場合も同様
に、目標とする配線密度を超えていない。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
リント基板上の任意の層に電源，アース等の領域パター
ンを入力する際に、分割された各部分領域について、パ
ターン密度をほぼ均一にすることができ、従ってプリン
ト板の反りやエッチングの不均一を除去することができ
るので、プリントの品質を向上し歩留りをよくすること
ができるとともに、ノイズを減少させることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成を示す図である。

【図２】配線領域を部分領域に分割する方法を例示する
図であって、（ａ）　は２等分の場合、（ｂ）　は３等
分の場合、（ｃ）　は４等分の場合、（ｄ）　は６等分
の場合をそれぞれ示す。

【図３】パターン密度算定の手順をフローチャートによ
って示す図である。

【図４】パターン密度比較の手順をフローチャートによ
って示す図である。

【図５】領域パターンの生成方法を示す図である。

【図６】領域パターン生成の手順をフローチャートによ
って示す図である。

【図７】領域パターンの縮小化処理を例示する図であっ
て、（ａ）　は縮小処理前の領域パターンを示し、（ｂ
）　は縮小処理を示し、（ｃ）　は縮小処理後の領域パ
ターンを示す。

【図８】パターン密度調整の手順を示すフローチャート
の前半を示す図である。

【図９】パターン密度調整の手順を示すフローチャート
の後半を示す図である。

【図１０】本発明の一実施例におけるプリント板の分割
を示す図である。

【図１１】本発明の一実施例における部分領域の例を示
す図である。

【図１２】本発明の一実施例における領域パターンの生
成を示す図である。

【図１３】本発明の一実施例における孤立領域パターン
の削除を示す図である。

【図１４】本発明の一実施例における領域縮小処理を示
す図である。

【図１５】本発明の一実施例における領域縮小処理後の
領域パターンを示す図である。

【図１６】本発明の他の実施例における部分領域の例を
示す図である。

【図１７】本発明の他の実施例における領域パターンの
生成を示す図である。

【図１８】本発明の他の実施例における他の領域パター
ンの生成を示す図である。

【図１９】本発明の他の実施例における全領域パターン
の検索終了時を示す図である。

【図２０】本発明のさらに他の実施例における部分領域
の例を示す図である。

【図２１】本発明のさらに他の実施例における領域パタ
ーンの生成を示す図である。

【図２２】本発明のさらに他の実施例における部分領域
の他の例を示す図である。

【図２３】本発明のさらに他の実施例における領域パタ
ーンの生成を示す図である。

【図２４】本発明のさらに他の実施例における領域パタ
ーンの生成の他の例を示す図である。

【符号の説明】

１　　部分領域分割段階 ２　　パターン密度算定段階 ３　　パターン密度比較段階 ４　　領域パターン生成段階 ５　　パターン密度調整段階

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板上に配置した部品のランド，領域
   パターン，配線ライン，配線ビア等の要素を有するプリ
   ント基板上に任意のネットの領域パターンを自動生成す
   る方式において、プリント板の配線領域を複数の部分領
   域に分割する部分領域分割段階（１）と、該各部分領域
   におけるパターン密度を求めるパターン密度算定段階（
   ２）と、該求められた各部分領域のパターン密度を比較
   するパターン密度比較段階（３）と、パターン密度の低
   い部分領域内に指定ネットの領域パターンを生成する領
   域パターン生成段階（４）と、該生成した領域パターン
   の密度を調整するパターン密度調整段階（５）とを備え
   たことを特徴とする領域パターン自動生成処理方式。
2. 【請求項２】　　前記領域パターン生成段階（４）が、
   パターン密度の低い部分領域内において、指定ネットの
   部品ランドまたは配線ビアを基点として該部分領域内に
   おける空き領域を探索することによって該空き領域内に
   領域パターンを生成する処理を、指定ネットの部品ラン
   ドおよび配線ビア数分、規定のパターン密度になるまで
   繰り返すことによって実行されることを特徴とする請求
   項１に記載の領域パターン自動生成処理方式。
3. 【請求項３】　　前記領域パターン生成段階（４）が、
   パターン密度の低い部分領域内において、指定ネットの
   配線ラインを基点として該部分領域内における空き領域
   または該配線ラインの幅を広げた領域を探索することに
   よって該領域内に領域パターンを生成する処理を、指定
   ネットの配線ライン数分、規定のパターン密度になるま
   で繰り返すことによって実行されることを特徴とする請
   求項１に記載の領域パターン自動生成処理方式。