JPH06325126A - プリント基板ｃａｄシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プリント基板ＣＡＤにおいて、部品及び配線パ
ターンをモジュール化して、再利用することによる実装
設計時間を短縮すること。 【構成】ネットデータ等を複写して取り出す手段１と、
取り出しデータにおいて、特定の点、及び同一信号を持
つ内部部品の端子形状及び配線パターン全体を外部接続
端子として定義する等の加工を行い独立したモジュール
部品としてライブラリに登録する手段２と、ライブラリ
のモジュール部品を基板に配置しての配線処理、及び設
計結果を出力する際、ライブラリからモジュール部品内
部データの部品と配線パターンデータを基板の多層に投
影する手段３を有するプリント基板ＣＡＤシステム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＣＡＤシステムに係り、
特にプリント基板の部品実装及びパターン設計を行うＣ
ＡＤシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のエレクトロニクス技術発展と多様
化により、従来と比べ電子機器製品の種類数は多くな
り、それらのライフサイクルは早くなっている。これに
対応して開発設計、特に回路設計では機能単位に設計し
た回路をモジュール化し、これらを組み合わせて設計を
行う階層設計の手法が採られている。一方、従来のプリ
ント配線板ＣＡＤでは、基板を設計する毎に回路図から
全部品を抽出し、基板に合わせて部品のレイアウトと配
線パターンの設計をしているが、プリント基板の実装設
計においてデジタル回路は益々高速化する素子間の配
線，アナログ回路は微小信号回路部の部品レイアウトと
配線等に性能が左右される為に一枚の基板を設計するに
は高度な知識とノウハウを持つ設計者を必要とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これ等の基板
を回路図レベルで見ると全て新しい回路で成り立ってい
るわけではなく、多くは既に他の基板で使用実績の有る
回路を組み合わせて作られている事に注目し、「従来の
技術」で述べた回路の階層設計と同様の手法を実装設計
で実現する事により一般の設計者でもノウハウを持つ設
計者と同等の基板設計が出来る様にすることと、設計時
間の短縮を図る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、設計済み基板のＣＡＤ情報から標準的
な回路及び他の基板にも使用可能な共通的回路部分に相
当する部品群と配線パターン及び其れ等のネットデータ
等を取り出す手段１と、是等のデータを独立したモジュ
ールとして定義付け、外部との接続端子を特定の点とし
て定義したり、或いは同一信号を持つ内部部品の端子形
状及び配線パターン全体を端子と定義する等の加工を行
った後にライブラリに登録する手段２と、ライブラリに
登録されたモジュール部品を基板に配置し配線処理を行
う時と、設計結果を出力する際、ライブラリから該モジ
ュール部品の内部データを基板の各層に投影する手段
３、及び前記のライブラリに登録されたモジュール部品
を複数個内包し、他の部品等のデータと共に手段１と手
段２を繰り返すことにより階層的なモジュール部品を作
ることを可能にするデータ管理の手段４を有する。

【０００５】

【作用】上記の手段１と手段２及び手段４により、階層
構造を持つデータ、即ちモジュール部品を含む部品と配
線パターン及び其れ等のネットデータを一般の部品と同
様に実装可能にする。モジュール部品内部の変更が発生
した場合、手段３と手段４により、ライブラリデータを
変更することで其のモジュール部品の搭載されている各
々の基板を変更する必要が無くなる。

【０００６】

【実施例】以下、図面に基づき本発明のプリント基板Ｃ
ＡＤシステムについて詳細に説明する。

【０００７】「図１」はプリント基板ＣＡＤシステムの概
略構成を示し、実装設計「１２０」，モジュール部品処
理「１３０」，出力処理「１４０」等の機能と部品ライ
ブラリ「１５０」，モジュール部品ライブラリ「１６
０」，実装設計データ「１７０」等のデータファイルか
ら構成されており、「１６０」と「１７０」は同一デー
タ構造を持っている。

【０００８】特に、機能「１３０」は本発明の特長とす
るもので、階層構造を持つモジュール部品の取扱いを可
能にしたデータ管理手段４を実現するデータ管理機能「1
33」を有し、手段１を実現させる為の「１７０」からの
回路取出し「１３１」，手段２を実現させる為の前記
「１３１」で取り出したデータの加工と、そのデータを
「１６０」にモジュール部品として登録する「１３２」
及び手段３を実現する為の「１６０」から該当するモジ
ュール部品のデータを検索して投影する「１３４」等の機
能を内包している。

【０００９】次に、処理手順について「図２」と「図
３」を基に説明する。「図２−１」は「１３０」の機能
を用いてモジュール部品を作成する手順である。最初に
モジュール部品を設計済みの基板から取り出すか、既存
のモジュール部品を改造して作成するかの判定「２１
０」を行い、前者であればデータファイル「１７０」か
ら設計済み基板のＣＡＤ情報である基板実装データを検
索「２１１」してシステムの作業領域に取り込む。この
データを回路取り出し「２１２」で、「図３−１」に示
す様に基板上から目的とする回路部分の領域Ｐ１〜Ｐ４
を指定することにより、その領域に含まれる部品，各層
のパターン「図３−２」及びネット情報「図３−４」を
機能「１３１」により取り出し、これを「２１３」で加
工機能「133」を用いて「図３−３」の様に必要に応じて
不要データを削除し、モジュール部品の端子として、端
子「Ｎ１」のように外部に引き出したパターンを追加し
てそのパターンと接続されている内部部品「ＩＣ５」の
端子を含むデータを，「Ｎ３，Ｎ６」の様に内部部品の
端子と既配線パターンのデータを，或いは「Ｎ２，Ｎ５」
のように内部部品の端子データを利用する等してプリセ
ット定義する。この時、端子として定義されなかった他
の端子及び配線パターン等の図形はモジュール部品に属
する配線禁止領域データとして自動的に定義付けられ、
回路的には「図３−５」のMODULEの様にブラックボック
スの部品として取扱いが可能になる。この様にして作成
されたモジュール部品を「２１４」の工程で、登録機能
「１３２」により固有の名前を付けてライブラリ「１６
０」に登録する。同様に、既存のモジュール部品を別の
回路に組み込んで階層構造を持つモジュール部品を作る
場合、前に説明した手順において「図３−２」を例にし
てＩＣ５を内部に組み込むモジュール部品として置き換
える事により可能となる。一方、既存のモジュール部品
を改造して作成する場合、「２１５」で検索機能「１３
４」を用いて「１６０」から前に登録したモジュール部
品「図３−３」をシステムの作業領域に取り込み、この
モジュール部品の内部データを再編集する等「２１３」
以降の処理をする。これ等、一連の手順において前記し
た内部の配線パターンをプリセットとして有効活用する
モジュール部品作成の他、モジュール部品を実装した
時、プリセットデータが有ると基板全体の配線効率が悪
くなる場合を考慮し、必要に応じて内部の配線パターン
を外し、部品と其の端子のみをモジュール部品として定
義することもできる。

【００１０】次に、「１６０」に登録されたモジュール
部品を利用した基板設計の処理手順と階層構造について
「図２−２」と「図４」で説明する。「図４−１」のモ
ジュール部品Ｍａと、そのＭａを内包した階層構造を持
つモジュール部品Ｍｂを実装する基板Ａを設計する場
合、最初に、処理手順の基板定義「２２０」で基板の外
形及び層数などのデータ入力、「２２１」で部品配置を
機能「１２０」を使用して行う。この部品配置におい
て、判定「２２２」により該当する部品が通常の部品で
有れば「１５０」から部品を検索して基板上に配置して
其の配置情報と部品情報を「１７０」に取り込み、モジ
ュール部品であれば「１６０」から検索して基板上に配
置し、其の配置情報を「１７０」に取り込み、該モジュ
ール部品の内部情報を「２２３」で機能「１３４」によ
り「１６０」から基板に投影する。その後、配置した部
品及びモジュール部品間のパターン配線処理「２２４」
を機能「１２０」で行い、設計終了「２２５」までこれ
らを繰り返す事により配線データは「１７０」に取り込
まれる。「図４−２」は、設計終了時点の基板とモジュ
ール部品の関連構造を階層的に表したもので、「１７
０」には基板Ａを管理する情報「４２１」と、モジュー
ル部品Ｍａ，Ｍｂそれぞれの配置情報と該モジュール部
品データの格納先の情報「４２２，４２３」及び基板固
有の配線パターン等の実装データが格納され、既に登録
済みのモジュール部品Ｍｂ及びＭａについても同様に、
「１６０」には個々のモジュール部品を管理する情報のＭ
ｂ「４２４」，Ｍａ「４２６」と各々の実装データ、更
にＭｂは内包するＭａの配置情報と該モジュール部品デ
ータの格納先の情報「４２５」を持ち格納されている。
これ等の情報から図面用情報及びＣＡＭ情報等を出力す
る処理手順「図２−２」の出力処理「２２６」で「１７
０」のデータを機能「１４０」を使用して順次出力して
いく際、情報「４２１」にモジュール部品が含まれてい
るかの判定「２２７」を行い、含まれている場合はＭｂ
の情報「４２２」に有る該モジュール部品の配置情報に
示す位置に情報「４２２」のデータ格納先情報を参照し
て「１６０」からＭｂの管理「４２４」と、其の情報を
もとに内部の部品データ及び配線パターン等の実装デー
タを取り出して機能「１３４」により投影・展開「２２
８」しながら出力し、Ｍｂ内部にＭａ「４２５」が有る
場合は前記と同様に「４２５」の配置座標とデータ格納
先情報により「１６０」から「４２６」と実装情報を取
り出して出力する。更に、「４２１」の情報が全て出力
されるまで判定「２２９」して未出力の情報がある場合
は「２２６」以降の処理を繰り返す。

【００１１】本発明において、Ｍａ，Ｍｂ等のモジュー
ル部品内部に実装されている部品固有のＲ１，Ｃ２等の
記号がモジュール部品間、或いは基板の他の部品と重複
することが有るが、これ等の部品については実装設計中
はそれぞれのモジュール部品内に閉じ込められてＡ「４
２１」から直接参照することができない構造になってお
り、出力する際にモジュール部品固有の記号を必要に応
じて、ＭａＣ１，MbMaC1等のように付加する機能を「１
３４」が持っているために処理及びデータの利用上、不
都合が生ずる事が無い。

【００１２】本発明の応用として、独立した複数の基板
を製作上の理由から一枚の基板として作成し、部品を組
み込んでからそれぞれの基板に割って使用する割基板の
設計に、「１７０」と「１６０」の構造が同じであるこ
とから別個に設計したそれぞれの基板を「１６０」に格
納することにより利用することができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、標準的な回路及び他の
基板にも使用可能な回路部分に相当する部品群と配線パ
ターン等をモジュール部品にして再利用することによ
り、一般の設計者でもノウハウを持つ設計者と同等の基
板設計が可能になる事と、設計時間の短縮及び信頼性が
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】プリント基板ＣＡＤシステムを示す図である。

【図２】処理手順を示す図である。

【図３】モジュール部品の作成を示す図である。

【図４】階層構造を示す図である。

【符号の説明】

１２０…実装設計、１３０…モジュール部品処理機能、
１３１…回路取り出し機能、１３２…加工・登録機能、
１３３…データ管理機能、１３４…検索・投影機能、１
４０…出力処理機能、１５０…部品ライブラリ・ファイ
ル、１６０…モジュール部品ライブラリ・ファイル、１
７０…実装設計ファイル、２１０…判定、２１１…基板
の検索、２１２…回路の取り出し、２１３…加工、２１
４…登録、２１５…モジュール部品の検索、２２０…基
板定義、２２１…部品配置、222…モジュール部品の判
定、２２３…投影処理、２２４…配線処理、２２５…実
装設計終了判定、２２６…出力処理、２２７…モジュー
ル部品の判定、２２８…投影・展開、２２９…出力処理
終了判定、Ｐ１〜Ｐ４…領域の座標点、Ｎ１〜Ｎ５…モ
ジュール部品の端子、Ａ…基板、Ｍａ，Ｍｂ…モジュー
ル部品、４２１…基板Ａを管理する情報、４２２…Ｍｂ
のＡへの配置情報とデータ格納先情報、423…ＭａのＡ
への配置情報とデータ格納先情報、４２４…Ｍｂを管理
する情報、４２５…ＭａのＭｂへの配置情報とデータ格
納先情報、４２６…Ｍａを管理する情報。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 健一郎 茨城県勝田市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所計測器事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント基板実装設計において、既に設計
   済み基板のＣＡＤ情報から必要とする部品群と配線パタ
   ーン及び其れ等のネットデータ等を複写して取り出す手
   段１と、前記で取り出したデータにおいて、特定の点、
   及び同一信号を持つ内部部品の端子形状及び配線パター
   ン全体を外部接続端子として定義する等の加工を行い独
   立したモジュール部品としてライブラリに登録する手段
   ２と、前記ライブラリのモジュール部品を基板に配置し
   ての配線処理、及び設計結果を出力する際、ライブラリ
   から該モジュール部品内部データの部品と配線パターン
   データを基板の各層に投影する手段３を有することを特
   徴とするプリント基板ＣＡＤシステム。
2. 【請求項２】請求項１のプリント基板ＣＡＤシステムに
   おいて、前記手段１と前記手段２を繰り返すことにより
   モジュール部品を複数個内包し、他の部品等のデータと
   共に階層的なモジュール部品を作ることを可能にするデ
   ータ管理手段４を有することを特徴とするプリント基板
   ＣＡＤシステム。