JPH08123839A - 印刷配線板設計装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度な配線パターン設計の行える印刷配線
板設計装置を提供する。 【構成】 異なる回路層上に形成されたラインをスルー
ホールで接続する複数層からなる印刷配線板設計装置に
おいて、入力部と、分割スルーホールを含むスルーホー
ルデータを格納するスルーホールタイプ格納部と、ライ
ンのタイプと位置情報に基づいて適合したタイプを選択
決定するスルーホールタイプ決定部と、決定に基づいて
スルーホールやカットランドを発生させるスルーホール
カットランドデータ発生部と、発生されたスルーホール
とカットランドのデータを格納するスルーホールカット
ランドデータ格納部と、入力部への入力内容ならびにス
ルーホールとカットランドのデータから印刷配線板の総
合パターンを決定して外部に出力する出力部を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は印刷配線板設計装置に関
し、特に高密度の配線設計に適した印刷配線板設計装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来用いられていたこの種の印刷配線板
の配線設計方法の処理手順の一例を図９に示す。なお同
図の９０１〜９１２は各ステップを示す。

【０００３】設計者はピンタイプ（９０２）、ラインタ
イプ（線幅）（９０３）、スルーホールタイプ（１個）
（９０４）を定義し、ラインの入力点、ラインの終点、
ラインの始終点の座標等を指定してラインの入力を行い
（９０５）、連続して入力されたラインの層が直前に入
力されたラインの層と異なり、スルーホールが必要であ
るかを確認する（９０６）。

【０００４】ステップ９０６にて連続して入力されたラ
インの層が直前に入力されたラインの層と同じであるこ
とが確認された場合にはラインの接続を行い（９１
０）、その後パターンが完成したかを確認する（９１
１）。パターンが完成していない場合にはステップ９０
５へ戻り、同様の動作を繰返し行い、パターンが完成し
ている場合には終了する（９１２）。

【０００５】ステップ９０６にて連続して入力されたラ
インの層が直前に入力されたラインの層と異なり、スル
ーホールが必要であることが確認された場合には、ライ
ンの接続部に内面に導電層を有するスルーホールを発生
させる（９０７）。

【０００６】この後、発生したスルーホールがラインの
接続に不適合であるかの確認を行う（９０８）。発生し
たスルーホールが適合しないものである場合には該スル
ーホールを削除し再び新しいスルーホールを定義するか
該スルーホールを修正して（９０９）ラインに接続する
（９１０）。発生したスルーホールが適合するものであ
る場合には、ステップ９１０へ移行する。

【０００７】図１０はスルーホールを用いた配線の例を
示した図で、絶縁基板１００１を挟んで形成された表面
の配線パターン１００２ａと裏面の配線パターン１００
２ｂ、または１００３ａと１００３ｂとを導通させるた
め、内面に導電層１００４を有するスルーホール１００
５を設け、各配線パターン１００２ａ，１００２ｂ，１
００３ａ，１００３ｂの端部に設けられたランド１００
６と導電層１００４とを接続することにより配線パター
ンの接続を可能としている。このように複数層からなる
印刷配線板の設計において、異なる回路層間との接続を
行なう手法としてスルーホールが用いられる。またスル
ーホールは配線の際に同一回路層に配線された他の配線
により配線経路が阻害される場合にも、別の回路層へ迂
回するために用いられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のスルーホールを
用いた配線方法では、図１０に示したように１つのスル
ーホールに対して１つの配線パターンしか接続すること
ができないため、複数の配線パターンを接続する場合、
複数個のスルーホールを設ける必要があり、高密度にな
るに従ってスルーホールおよびスルーホールの周囲に設
けられたランドによる専有率が大きくなり、配線パター
ン設計の自由度が低下し、高密度な設計を行なうことが
難しく、印刷配線板の高密度化を阻害するという欠点が
あった。

【０００９】本発明の目的は、以上のような欠点を克服
し、高密度な配線パターン設計の行える印刷配線板設計
装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の印刷配線板設計
装置では、異なる回路層上に形成されたラインをスルー
ホールで接続する複数層からなる印刷配線板設計装置に
おいて、印刷配線板設計に必要な設計情報を受け付ける
入力部と、分割スルーホールを含むスルーホールのデー
タを格納するスルーホールタイプ格納部と、入力部に入
力されたラインのタイプと位置情報に基づいてスルーホ
ールタイプ格納部から接続に適合したスルーホールのタ
イプを選択して決定するスルーホールタイプ決定部と、
スルーホールタイプ決定部での決定に基づいて、スルー
ホールが必要とされる箇所にスルーホールが無い場合に
は内面に導通層を有するスルーホールを発生させ、スル
ーホールが必要とされる箇所にスルーホールがある場合
には既存のスルーホールの内面ならびにランド部の導通
層を円周方向に分割するためのカットランドを発生さ
せ、形成された導通層に所望のラインを接続させるスル
ーホールカットランドデータ発生部と、スルーホールカ
ットランドデータ発生部にて発生されたスルーホールと
カットランドのデータを格納するスルーホールカットラ
ンドデータ格納部と、入力部への入力内容およびスルー
ホールカットランドデータ格納部の格納内容に示される
スルーホールとカットランドのデータとから印刷配線板
の総合パターンを決定して外部に出力する出力部とを有
することを特徴とする。

【００１１】本発明の印刷配線板設計装置においては、
スルーホールの内面ならびにランド部の導通層の円周
方向の分割によるカットランドの形成を、ランド部を完
全に分割可能でかつ小径の円柱状の非導通貫通孔を穿設
することによって実行してもよく、また スルーホール
ならびにカットランドをともに円柱状の貫通孔のデータ
として発生させ、前記スルーホールに属する１組のデー
タとして保持し、外部に出力してもよい。

【００１２】

【作用】本発明の印刷配線板設計装置においては、スル
ーホールタイプ格納部ににあらかじめ登録された分割ス
ルーホールを含むスルーホールの中から所望のタイプの
スルーホールがスルーホールタイプ決定部で選択され
る。格納部から選択されたスルーホールはスルーホール
カットランドデータ発生部で配線データとして発生さ
れ、必要な配線をランドに接続される。分割スルーホー
ルが選択された場合には分割されたランドの所定の位置
に該当するラインが接続される。

【００１３】また他の設計方法として、その位置におけ
る最初の接続ではスルーホールタイプ格納部にあらかじ
め登録されたスルーホールの中から非分割のスルーホー
ルがスルーホールタイプ決定部で選択され、スルーホー
ルカットランドデータ発生部で配線データとして発生さ
れ、必要な配線をランドに接続される。既設のスルーホ
ールと同一位置にスルーホールが必要となった場合はス
ルーホールカットランドデータ発生部で自動的にカット
ランドが発生されてスルーホールが分割され、必要な配
線が所定の位置に接続される。

【００１４】スルーホールカットランドデータ発生部で
発生したスルーホールとカットランドの情報はスルーホ
ールカットランドデータ格納部に保存され、必要に応じ
出力部から出力される。

【００１５】これまで説明したようにいずれの方法で
も、容易に１個のスルーホール位置で複数の配線パター
ンが接続される。

【００１６】分割情報が円柱状の貫通孔としてスルーホ
ールカットランドデータ発生部で処理された場合は、ス
ルーホール情報とともに１組の孔情報としてスルーホー
ルカットランドデータ格納部に保存されるので、そのま
ま加工情報として出力部から出力させられる。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１８】図１は本発明の実施例の設計装置のブロッ
ク構成図である。本発明に係る設計装置はキーボードや
マウスなどの入力装置１１０、入力を判断し演算して記
憶装置に出力するＣＰＵ装置１２０、入力ならびに演算
結果を記憶してＣＰＵ装置１２０に出力する記憶装置１
３０、文書や画像を表示する表示装置１４０および出力
を受ける外部装置１５０からなる。

【００１９】ＣＰＵ装置１２０は入力部１２１、スルー
ホールタイプ決定部１２２、スルーホールカットランド
データ発生部１２３および出力部１２４とを備えてい
る。また、記憶装置１３０はスルーホールタイプ格納部
１３１およびスルーホールカットランドデータ格納部１
３２とを備えている。

【００２０】入力部１２１は入力装置１１０からの指示
入力を受け付ける。スルーホールタイプ決定部１２２は
入力されたラインのタイプと位置情報に基づいて前記ス
ルーホールタイプ格納部１３１から接続に適合したスル
ーホールのタイプを選択して決定する。スルーホールカ
ットランドデータ発生部１２３は決定に基づいて内面に
導通層を有するスルーホールを発生させ、もしくは既存
のスルーホールの内面ならびにランド部の導通層を円周
方向に分割するカットランドを発生させ、形成された導
通部に所望のラインを接続させる。出力部１２４は入力
部への入力内容およびスルーホールカットランドデータ
格納部の格納内容に示されるスルーホールとカットラン
ドのデータとから印刷配線板の総合パターンを決定して
外部に情報を出力する。スルーホールタイプ格納部１３
１は分割スルーホールを含むスルーホールのデータを格
納し、スルーホールカットランドデータ格納部１３２は
発生したスルーホールとカットランドのデータを格納す
る。

【００２１】図２はこの発明に係る設計装置の第１の実
施例である対話型の処理手順を説明するためのフローチ
ャートである。なお同図の２０１〜２１５は各ステップ
を示す。

【００２２】設計者は作業をスタートさせると（２０
１）、ピンタイプ（２０２）、ラインタイプ（２０
３）、分割スルーホールを含むスルーホールタイプ（２
０４）を定義し、ラインの入力点、ラインの終点、ライ
ンの始終点の座標等を指定してラインの入力を行う（２
０５）。

【００２３】ステップ２０６にて連続して入力されたラ
インの層が直前に入力されたラインの層と同じであるこ
とが確認された場合（２０６Ｎ）には接続を行い（２１
０）、その後パターンが完成したかを確認する（２１
４）。パターンが完成していない場合（２１４Ｎ）には
ステップ２０５へ戻り、同様の動作を繰返し行い、パタ
ーンが完成している場合（２１４Ｙ）には終了する（２
１５）。

【００２４】ステップ２０６にて連続して入力されたラ
インの層が直前に入力されたラインの層と異なり、スル
ーホールが必要であることが確認された場合（２０６
Ｙ）には、既設のスルーホールの有無を確認する（２０
７）。ラインの接続部に既設のスルーホールがない場合
は（２０７Ｎ）必要と思われるタイプのスルーホールを
発生させて（２０８）ラインを接続する（２１０）。

【００２５】既設のスルーホールが同じ座標にあるとき
は（２０７Ｙ）、既設のスルーホールに接続可能かを判
断し（２０９）、可能ならば（２０９Ｙ）ラインを接続
する（２１０）。不可能ならば（２０９Ｎ）既設のスル
ーホールを削除し（２１１）、新たにスルーホールを選
定して（２１２）発生させ（２１３）、ステップ２０９
へ戻る。

【００２６】ライン接続後（２１０）はパターンが完成
したかを確認し（２１４）、未完成の場合（２１４Ｎ）
は（２０５）へ戻り同様の動作を繰返し行い、パターン
が完成の場合（２１４Ｙ）は入力を終了する（２１
５）。

【００２７】スルーホールカットランドデータ発生部１
２３で発生したスルーホールのデータはスルーホールカ
ットランドデータ格納部１３２に格納され、入力部１２
１への入力データによってその他の出力部で発生しその
他の格納部に格納されたその他のデータとともに出力部
１２４によって印刷配線板の総合パターンとして決定さ
れ、情報として外部に出力される。

【００２８】このように分割スルーホールが選択された
ことによって、同一スルーホールで多層間の複数の配線
が可能となる。

【００２９】図３はこの発明に係る設計装置の第２の実
施例である自動配線型の処理手順を説明するためのフロ
ーチャートである。なお同図の３０１〜３１５は各ステ
ップを示す。

【００３０】設計者は作業をスタートさせると（３０
１）、ピンタイプ（３０２）、ラインタイプ（３０
３）、分割スルーホールを含むスルーホールタイプ（３
０４）を定義し、ラインの入力点、ラインの終点、ライ
ンの始終点の座標等を指定してラインの入力を行う（３
０５）。

【００３１】ステップ３０６にて連続して入力されたラ
インの層が直前に入力されたラインの層と同じであるこ
とが確認された場合（３０６Ｎ）には接続を行い（３１
３）、その後パターンが完成したかを確認する（３１
４）。パターンが完成していない場合（３１４Ｎ）には
ステップ３０５へ戻り、同様の動作を繰返し行い、パタ
ーンが完成している場合（３１４Ｙ）には終了する（３
１５）。

【００３２】ステップ３０６にて連続して入力されたラ
インの層が直前に入力されたラインの層と異なり、スル
ーホールが必要であることが確認された場合（３０６
Ｙ）には、既設のスルーホールの有無を確認する（３０
７）。ラインの接続部に既設のスルーホールがない場合
は（３０７Ｎ）自動的に非分割タイプのスルーホールを
発生させて（３０８）ラインを接続し（３１３）、その
後パターンが完成したかを確認する（３１４）。パター
ンが完成していない場合（３１４Ｎ）にはステップ３０
５へ戻り、同様の動作を繰返し行い、パターンが完成し
ている場合（３１４Ｙ）には終了する（３１５）。

【００３３】既設のスルーホールが同じ座標にあるとき
は（３０７Ｙ）、ランドの分割位置を自動的に決定して
（３０９）カットランドを発生させて分割し（３１
０）、既設と新設のラインを修正して分割したランドの
所定の部分に接続する（３１１）。接続関係の良否を判
定し（３１２）、不可（３１２Ｎ）ならばステップ３０
９に戻り、可ならばステップ３１４に進む。

【００３４】スルーホールカットランドデータ発生部１
２３で発生したスルーホールとカットランドのデータは
スルーホールカットランドデータ格納部１３２に格納さ
れ、入力部１２１への入力データによってその他の出力
部で発生しその他の格納部に格納されたその他のデータ
とともに出力部１２４によって印刷配線板の総合パター
ンが決定され情報として外部に出力される。

【００３５】このように非分割のスルーホールとランド
が分割されることにより、同一スルーホールで多層間の
複数の配線が可能となる。

【００３６】図４は実施例１および２の設計で形成され
た印刷配線板の配線とスルーホールの接続部の部分斜視
図である。図４に示すように、本実施例により形成され
る印刷配線板は、絶縁基板４０１を挟んで形成された表
面の配線パターン４０２ａと裏面の配線パターン４０２
ｂ、また４０３ａと４０３ｂとを接続させるため、１つ
のスルーホール４０５を垂直方向に分割させることによ
り１つのスルーホールで２つの異なる配線パターンを接
続することができる。また、分割数を増すことにより３
組以上の配線パターンを接続することもできる。

【００３７】図５（ａ）はこの発明の第３の実施例であ
るスルーホール分割配線方法を示す部分平面図で、実線
はスルーホール５０５と分割用の円柱状の非導通貫通孔
５０７のパターンを示し、鎖線は配線板面上で接続され
るライン５０２ａ，５０３ａとランド部５０６を示す。

【００３８】図５（ａ）に示すように、配線パターン５
０２ａが接続されている１つのスルーホール５０５に５
０２ａとは異なる配線パターン５０３ａを接続しようと
した場合、あらかじめ登録されていた分割スルーホール
を発生させ、あるいは非分割のスルーホール５０５とラ
ンド部５０６を、分割用の円柱状の非導通貫通孔５０７
で分割してカットランドを発生させることにより異なる
２つの配線パターンを１つのスルーホールで接続するこ
とを可能としている。

【００３９】この場合スルーホール５０５は通常のスル
ーホールのデータとし、分割する際に非導通スルーホー
ル（円柱状の非導通貫通孔）５０７を２カ所に追加し、
この３つの孔データが１組の分割スルーホールのデータ
として保持される。このデータは必要に応じ加工情報と
して外部に出力される。

【００４０】図５（ｂ）は図５（ａ）で設計されたデー
タにより配線板面上に形成された２組の接続部を示す部
分平面図である。

【００４１】図６は、図１のスルーホールタイプ格納部
１３１に格納される分割スルーホールのデータの一例の
平面図である。対話型の場合、所望するスルーホールを
格納部から選択して発生させ、発生したスルーホールの
所定のランドに手動によって配線ラインを接続すること
により、１個のスルーホールの位置で複数の配線パター
ンを接続することができる。

【００４２】次に図７を参照しながら、この発明の第２
の実施例における印刷配線板設計装置における分割スル
ーホールの自動発生について説明する。印刷配線板の設
計データは、装着部品のピンタイプデータ、ラインタイ
プデータ、スルーホールタイプデータで構成されてお
り、本処理を行なうにあたって図７（ａ）のように既に
部品配置が完了しているものとする。

【００４３】図７（ａ）において貫通部品であるＩＣ１
のＰ１〜Ｐ８番ピン、また表面実装部品であるＩＣ２の
Ｑ１〜Ｑ８番ピンの一部には、それぞれネット名と呼ば
れる回路接続情報が付随している。例えばＩＣ１のＰ４
とＩＣ２のＱ４が共にネット名がＧＮＤである場合、こ
の２つのピンは配線接続すべきであることを意味してい
る。

【００４４】次に回路接続情報に従って配線接続するこ
とを考えてみる。例えばＩＣ１のＰ１から画面を見なが
ら設計者が配線パターンを引く。この場合ＩＣ１の１番
ピンであるスルーホールと配線パターンが接続している
かどうかを図形計算する。図形計算は２つの図形の間隔
を計算することにより求められ、接続していれば配線パ
ターンに例えばネット名ＶＣＣの属性をつける。

【００４５】次に表裏接続用のスルーホール７０５が設
けられる。このようにして図７（ｂ）のようにＩＣ１の
Ｐ１とＩＣ２のＱ１とが接続され、配線パターンおよび
スルーホールには例えばネット名ＶＣＣがつけられる。

【００４６】次にＩＣ１のＰ２とＩＣ２のＱ２の接続を
考える。ＩＣ１のＰ２から図７（ｂ）のスルーホールま
で画面を見ながら設計者が例えばネット名ＮＥＴ１の配
線パターンを引く。この場合スルーホールを介してネッ
ト名ＶＣＣとネット名ＮＥＴ１が図７（ｃ）のように接
続してしまい誤配線となる。

【００４７】この場合、スルーホールからどの方向に配
線パターンが引き出されているかを計算し、ネット名Ｖ
ＣＣとネット名ＮＥＴ１とを分割する分割スルーホール
を自動発生し、図５（ｄ）のように１つのスルーホール
位置で２つの配線パターンを接続することを可能とす
る。

【００４８】図８は、本発明の第４の実施例である離れ
た層間で形成した分割スルーホールの断面斜視図であ
る。図８において１層のライン８０２ａは３層のライン
８０２ｂと、２層のライン８０３ａは４層のライン８０
３ｂと接続している。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のスルーホー
ルを分割する印刷配線板設計装置は、スルーホールを用
いた配線の電気的接続において、１つのスルーホール位
置で複数の配線パターンを接続することにより、高密度
化による配線数の増加にともなうスルーホール数の増加
を低減することが可能となり、印刷配線板の高密度化、
高集積化を実現することができる。さらに多層印刷配線
板において任意の層間での複数の配線パターンの接続を
行うことにより、一層の高密度化と高集積化が達成でき
る。

【００５０】またスルーホール分割の情報は、スルーホ
ールの情報とスルーホールの内面とランド部の導通層を
分割する非導通の円柱状の貫通孔情報との複数の孔情報
として保存されるので管理が容易で、加工情報としての
活用にも便利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の設計装置のブロック構成図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施例の処理手順を説明するた
めのフローチャートである。

【図３】本発明の第２の実施例の処理手順を説明するた
めのフローチャートである。

【図４】実施例１および２の設計で形成された印刷配線
板の配線とスルーホールの接続部の部分斜視図である。

【図５】（ａ）はこの発明の第３の実施例の配線方法を
示す部分平面図である。（ｂ）はこの発明の第３の実施
例で形成された接続部を示す部分平面図である。

【図６】分割スルーホールのデータの一例の平面図であ
る。

【図７】（ａ）は配置された部品のピン位置を示す平面
図である。（ｂ）はピン間の接続を示す結線の平面図で
ある。（ｃ）はスルーホールへの誤配線を示す平面図で
ある。（ｄ）は分割スルーホールによる結線の平面図で
ある。

【図８】この発明の第４の実施例の分割スルーホールの
断面斜視図である。

【図９】従来例の処理手順を説明するためのフローチャ
ートである。

【図１０】従来例の印刷配線板の配線とスルーホールの
接続部の部分斜視図である。

【符号の説明】

１１０ 入力装置 １２０ ＣＰＵ装置 １３０ 記憶装置 １４０ 表示装置 １５０ 外部装置 １２１〜１２４ ＣＰＵ装置の構成ブロック １３１〜１３２ 記憶装置の構成ブロック ２０１〜２１５ 処理手順のステップ ３０１〜３１５ 処理手順のステップ ４０１ 印刷配線板 ４０２ａ，４０２ｂ，４０３ａ，４０３ｂ 配線パタ
ーン ４０４ 導電層 ４０５ スルーホール ４０６ ランド ４０７ カットランド ５０２ａ，５０３ａ， 配線パターン ５０５ スルーホール ５０６ ランド ５０７ 円柱状の非導通貫通孔（非導通スルーホー
ル）で形成されたカットランド ６０５ スルーホール ６０６ ランド ６０７ 円柱状の非導通貫通孔（非導通スルーホー
ル）で形成されたカットランド ７０２ａ，７０２ｂ，７０３ａ，７０３ｂ 配線パタ
ーン ７０５ スルーホール ８０１ 印刷配線板 ８０２ａ，８０２ｂ，８０３ａ，８０３ｂ 配線パタ
ーン ８０４ 導電層 ８０５ スルーホール ８０６ ランド ８０７ 円柱状の非導通貫通孔（非導通スルーホー
ル）で形成されたカットランド ９０１〜９１２ 処理手順のステップ １００２ａ，１００２ｂ，１００３ａ，１００３ｂ
配線パターン １００４ 導電層 １００５ スルーホール １００６ ランド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層板の異なる層上に形成されたライン
   をスルーホールで接続する印刷配線板設計装置におい
   て、 印刷配線板設計に必要な設計情報を受け付ける入力部
   と、 分割スルーホールを含むスルーホールのデータを格納す
   るスルーホールタイプ格納部と、 前記入力部に入力されたラインのタイプと位置情報に基
   づいて前記スルーホールタイプ格納部から接続に適合し
   たスルーホールのタイプを選択して決定するスルーホー
   ルタイプ決定部と、 前記スルーホールタイプ決定部での決定に基づいて、ス
   ルーホールが必要とされる箇所にスルーホールが無い場
   合には内面に導通層を有するスルーホールを発生させ、
   スルーホールが必要とされる箇所にスルーホールがある
   場合には既存のスルーホールの内面ならびにランド部の
   導通層を円周方向に分割するためのカットランドを発生
   させ、形成された導通層に所望のラインを接続させるス
   ルーホールカットランドデータ発生部と、 前記スルーホールカットランドデータ発生部にて発生さ
   れたスルーホールとカットランドのデータを格納するス
   ルーホールカットランドデータ格納部と、 前記入力部への入力内容およびスルーホールカットラン
   ドデータ格納部の格納内容に示されるスルーホールとカ
   ットランドのデータとから印刷配線板の総合パターンを
   決定して外部に出力する出力部とを有することを特徴と
   する印刷配線板設計装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の印刷配線板設計装置にお
   いて、 スルーホールの内面ならびにランド部の導通層を円周方
   向に分割するためのカットランドの形成を、ランド部を
   完全に分割可能でかつ小径の円柱状の非導通貫通孔を穿
   設することによって実行することを特徴とする印刷配線
   板設計装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の印刷配線板設計装置にお
   いて、 スルーホールならびにカットランドをともに円柱状の貫
   通孔のデータとして発生させ、前記スルーホールに属す
   る１組のデータとして保持し、外部に出力することを特
   徴とする印刷配線板設計装置。