JPH08220179A - プリント配線板の試験端子の自動生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線板に設ける試験端子を設計者の
技術差によらない最適位置に設定する方法を提供する。 【構成】 試験端子の強制割付けの有無を確認し３１有
の場合強制割付け情報を設定し３２、試験端子が要求さ
れている部品が使用されているかを確認し３３有の場合
試験端子の要求部品端子を設定し３４、強制割付け情報
及び試験端子要求部品端子情報に基づいて試験端子を配
置し３５、試験端子を含むパターンで配線を行い３６、
設定された試験端子の内、余剰試験端子の有無を確認し
３７、有の場合余剰試験端子を削除した後、強制割付け
情報により設けた強制割付け試験端子及び試験端子要求
部品端子情報により設けた試験端子を経由する最短経路
のパターンで配線接続３８を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばプリント配線
板の組立て完了後に、検査機器のプローブ等で実施する
部品組立て時のパターンショート又は接続不良の検出及
び電子回路の機能確認試験で使用するプリント配線板の
試験端子（以下テストパッドという）の自動生成（設
計）方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来プリント配線板の電子回路を構成す
るＩＣ、抵抗、コンデンサ等の電気部品の実装は、ディ
スクリート実装（スルーホールと呼ばれる貫通穴により
取り付ける実装）が主流であり、尚かつスルーホールピ
ッチの単位も２．５４ｍｍ又は２．５ｍｍであったた
め、プリント配線板のパターンオープンショート試験及
び機能確認試験は、汎用試験機で部品端子を直接接触し
て実施することが可能であった。

【０００３】しかし、昨今のように、電子回路に対する
高機能・高密度設計が要求されるにつれて、使用される
電気部品がディスクリート実装から面実装へと推移し、
従来の試験機では試験不可能なブリント配線板が増えて
きている。このような試験は、製品の安定した品質を確
保するのに不可欠な試験であるため、試験機の接触用端
子として、プリント配線板にテストパッドを設けておく
ための設計・製造が必要となっている。但し、設計の方
法としては、ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）による手
法が確立されていないため、従来は設計者の人手による
追加設計が実施されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような人手による従来の設計方法では、（１）設計者の
技術レベル差による設計品質のバラツキの発生、（２）
自動配線設計後の手直し工数増加による設計期間の遅
延、（３）配線設計不可能となった場合の部品配置設計
やり直しとなる手戻り等の問題があって、品質及び開発
期間の両面からみて、とても満足が得られるものではな
かった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係るプリント
配線板のテストパッドの自動生成方法は、始めに、プリ
ント配線板の個別情報としてその都度定義するＣＡＤ初
期設定による設計条件の設定を行い、さらに設計共通情
報として別管理の部品の個別情報ライブラリにより部品
の配置設計を行った後、試験端子の強制割付けの有無を
確認し有の場合強制割付け情報を設定し、試験端子が要
求されている部品が使用されているかを確認し有の場合
試験端子の要求部品端子を設定し、強制割付け情報及び
試験端子要求部品端子情報に基づいて試験端子を配置
し、試験端子を含むパターンで配線を行い、上述の工程
で設定された試験端子の内、余剰試験端子の有無を確認
し、有の場合余剰試験端子を削除した後、強制割付け情
報により設けた強制割付け試験端子及び試験端子要求部
品端子情報により設けた試験端子を経由する最短経路の
パターンで配線接続を行うものである。

【０００６】

【作用】この発明においては、ＣＡＤの適用により、始
めにテストに使用する部品個別についてその機能・導通
の試験を行うテストパッドを配設した後、設定されたテ
ストパッドの内、余剰テストパッドの有無を確認し、有
の場合余剰テストパッドを削除した後、強制割付け情報
により設けた強制割付けテストパッドを経由する最短経
路のパターンで配線接続を行うから、設計者の技術レベ
ル差によるテストパッドの設定設計の品質のバラツキが
なくなると共に、最良位置のテストパッドの設定が可能
となる。

【０００７】

【実施例】以下、図１〜図５の実施例図面によって、こ
の発明の一実施例を段階的に説明する。まず、ＣＡＤに
よるプリント配線板設計の基本フローを図１に示し、ま
た図１のフローの手順「設計条件設定」の内容を図２に
示し、設計手順の流れについて説明する。また、図３は
この発明による流れを構成するテストパッド自動生成フ
ローを示す流れ図である。なお、以下の説明で、各流れ
図の流れ図記号枠には、部品番号として図の番号に相当
する数記号を付して示し、記号説明を簡略化している。
すなわち、例えば、１２は図１の２に相当し、５１４は
図５の１４に相当するようにしている。流れ図の符号の
外に、通常の部品番号についても同様にする場合もあ
る。

【０００８】図１、図２及び図３において、まず、具体
設計を始める前に、プリント配線板個別に設計条件設定
１１が必要となる。このための設定内容はＣＡＤ初期設
定部として個別部２１でその内容概略として図示の６項
目について実施する。この設定は、プリント配線板（パ
ッケージ）個別情報として、その都度定義するようにな
っている。次に、部品の配置設計１２を共通部２２で行
う。ここで必要な情報は使用部品の詳細情報となるが、
部品情報はプリント配線板個別の条件には左右されない
ため、共通情報として、別登録・管理された部品個別情
報ライブラリによってライブラリ化している。その詳細
内容は、プリント配線板の設計条件設定の共通部２２の
中で記載されている６項目である。部品配置設計１２が
完了すると、プリント配線板の設計条件設定の個別部２
１に従ってパターン配線設計１３を行うが、この発明の
構成要件に相当するものであるから、以下において、主
に図３に基づいて説明する。

【０００９】まず、テストパッドの強制割付けの有無を
確認３１し、有りの場合は、強制割付け情報を設定３２
する。無しの場合は、次のテストパッド要求部品の有無
確認３３へ移行する。同様に部品ライブラリよりテスト
パッド要求の部品が使用されている場合は、その情報を
設定してテストパッド要求部品端子を設定３４する。ま
た、テストパッド要求部品が使用されていない場合は、
次のテストパッド配置ステップ３５へ移行する。

【００１０】次に、テストパッド配置ステップ３５に基
づいて、パターンの配線３６を実行した後、配線完了後
に余剰テストパッドの有無をチェック３７する。なお、
ここでいう余剰テストパッドとは、強制割付けのテスト
パッドを除き、部品ライブラリより要求されたテストパ
ッドを対象とし、一区間（部品端子から部品端子まで）
の中にディスクリート部品端子・強制割付けテストパッ
ド・パターン接続用Ｖｉａホール及び部品要求のテスト
パッドが複数発生の複合条件下で判断するものである。
なお、この判断は、上記のディスクリート部品端子・強
制割付けテストパッド・パターン接続用Ｖｉａホールが
ある場合は、部品要求のテストパッドの全て、部品要求
テストパッドのみで複数発生の場合は、任意の１個を除
き残りの全てについて判断するようになっている。この
ようにして、余剰テストパッドが有った場合は、配線効
率の低下につながるので、これを削除した上でパターン
接続３８を行う。最後に、設計結果全体に対して検証１
４を実施し、この発明によるテストパッド設定の設計を
完了する。

【００１１】以上、この発明によるプリント配線板の試
験端子の自動生成方法におけるＣＡＤの考え方及びその
手順の内容について説明したが、以下、簡単な回路構成
を一例として、具体的な回路例及びパターン例について
その処理方法を説明する。ここで、図４はこの発明の一
実施例を示す回路例の説明図、図５は図４の回路を構成
するための余剰パッド削除前のパターンを示す説明図で
あり、図６は図５のパターンから余剰パッド削除後のパ
ターンを示す説明図である。

【００１２】まず、図４の回路について説明する。ここ
で、図４の回路を構成している部品のうち、集積回路の
ＩＣ１（４１）、集積回路のＩＣ２（４２）及びコンデ
ンサのＣ１（４３）は面実装部品、抵抗のＲ１（４４）
はディスクリート実装部品と定義している。そして、図
４では４５以外の部品番号は、一部を上記のように、都
合によって括弧内の数字で示している。なお、面実装部
品はスルーホールを使用せず基板の表面に作成された導
体（パッド）に直接半田付けする端子構造を有する部品
であり、ディスクリート実装部品は基板に貫通穴を設
け、穴の内壁及び基板表面に導体を設けたもの（スルー
ホール）に部品端子を挿入し、半田付けする端子構造を
有する部品である。

【００１３】図４に示す回路図で構成されるプリント配
線板は、上述の４個の部品を搭載し、各部品の端子間を
以下のような情報でパターン接続することを指示されて
いる。 系列１：抵抗Ｒ１（４４）の２番端子と集積回路ＩＣ１
（４１）の１番端子 系列２：集積回路ＩＣ１（４１）の３番端子とコンデン
サのＣ１（４３）の１番端子 系列３：コンデンサのＣ１（４３）の２番端子と基板内
のアース 系列４：集積回路のＩＣ２（４２）の３番端子と集積回
路のＩＣ１（４１）の２番端子（但し、この接続には強
制割付けのテストパッド４５があるので、設計条件設定
２１が必要となる） 上述のような図４の回路図を想定して、具体設計を行っ
た結果を図５に示したが、以下、図３のテストパッド自
動生成フローを参照しながら説明する。

【００１４】まず、上述の系列４のように強制割付けの
テストパッドが指定されているので、そのための設計条
件設定３２をする。次に、テストパッド要求部品を調査
３２するが、この回路図で使用する部品でテストパッド
要求が定義されているものは、集積回路のＩＣ１（４
１）、集積回路のＩＣ２（４２）及びコンデンサのＣ１
（４３）であり、すなわち面実装部品の端子は全てテス
トパッドを要求する形態となっている。つまり、回路図
内容から、ＩＣ１（４１）の１，２，３番端子、ＩＣ２
（４２）の３番端子及びＣ１（４３）の１，２番端子に
ついてテストパット要求３４が発生することになる。次
に、強制割付け及び部品より要求のテストパッドを制限
長の条件下で自動生成３５し、次のパターン配線３６へ
と進む。この結果、図５に示すテストパッドを含んだパ
ターンが得られる。

【００１５】図５において、ここで、基本的なパターン
その他の説明をしておく。 （イ）パッド５１，５２，５３及び５４はそれぞれＩＣ
１（４１）及びＩＣ２（４２）の端子取り付け用パッド
を示す。 （ロ）パッド５５，５６はＣ１（４３）の端子取り付け
用パッドを示す。 （ハ）スルーホール５７，５８はＲ１（４４）の端子取
り付け用スルーホールを示す。 （ニ）Ｖｉａ５１５は接地用Ｖｉａを示す。 なお、図５においては、念の為に、ＩＣ１（４１）、Ｉ
Ｃ２（４２）、Ｃ１（４３）及びＲ１（４４）のそれぞ
れ実物の模式斜視図を付記し、点線でその取り付け場所
を明示している。

【００１６】そして、図５のパターンについて、余剰テ
ストパッドの有無のチェック３７をするが、これを前述
の条件で判定すると、以下のようになる。テストパッド
５１１はＲ１（４４）の２番端子用のスルーホール５７
でプローブの接触が可能であり、テストパッド５１２は
ＩＣ１（４１）の３番端子要求のテストパッド５９と重
複し、テストパッド５１３は強制割付けのテストパッド
５１０と重複し、テストパッド５１４は接地用のＶｉａ
５１５でプローブの接触が可能となり、各々が全部余剰
テストパッドと断定できる。次のステップでは、これま
での前工程で余剰テストパッド５１１，５１２，５１
３，５１４と判定されたパッドを削除しパターン接続３
８へと変換する。

【００１７】図６は上述の処理を実行した結果を示す最
終形のパターン図である。この時点で不必要な引き回し
をしている例えばパターン５１６も最良と思われるルー
トに変更される。すなわち、文字通りに冗長パターンが
簡潔に短縮され、不必要なパターンが削除されて、しか
も必要最少限のテストパッドの形成が達成される。しか
も、このようにしてプリント配線板上に自動生成して得
られたテストパッドは、搭載された電子部品の動作性能
に、試験機で使用するプローブの接触によって直接影響
しないような動作保証及び品質保証を与えることができ
るものである。その有様を図６に示したが、図５との比
較参照によつてその効果が明示されている。すなわち、
図６においては、テストパッドは強制割付けテストパッ
ド６１０と自動生成テストパッド６９とだけが残る形に
なり、図５の段階での不要の余剰テストパッドが全てな
くなった。その結果、特に、例えば強制割付けテストパ
ッド６１０を備えたパターンの場合は、ＩＣ２（４２）
の端子取り付け用パッド６４とＩＣ１（４１）の端子取
り付け用パッド６２とを結ぶ最短ルートに形成され、配
線パターンが単純かつ最良と思われる位置に配設されて
いる。なお、６５，６６はＣ１（４３）の端子取り付け
用パッド、６７，６８はＲ１の端子取り付け用スルーホ
ール、６１５は接地用Ｖｉａである。また、この効果は
それ自体、プリント配線板全体のパターンによる浮游容
量を低下させるのにも寄与し、特にその副次的効果とし
ての要素は重要である。

【００１８】以上のようにこの実施例によれば、テスト
パッドを必要とするプリント配線板のテストパッドの自
動生成方法において、設計者の技術レベル差による設計
品質のバラツキがなくなり、配線設計完了後の手直し工
数を低減し、設計期間の短縮が達成され、その結果安定
した高品質の設計が可能となった。さらに、設計品質の
向上による試作回数の削減による製品開発のトータル期
間の短縮に多大の効果が得られる。

【００１９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ＣＡＤ
を適用して、始めにテストに使用する部品個別について
その機能・導通の試験を行うテストパッドを配設した
後、設定されたテストパッドの内、余剰テストパッドの
有無を確認し、有の場合余剰テストパッドを削除した
後、強制割付け情報により設けた強制割付けテストパッ
ド及び試験端子要求部品端子情報により設けたテストパ
ッドを経由する最短経路のパターンで配線接続を行うよ
うにしているから、設計者の技術レベル差によるテスト
パッドの設定設計の品質のバラツキが最小化され、最良
位置のテストパッドの設定が可能となる効果がある。そ
の結果、配線設計完了後の手直し工数がなくなり、設計
期間の短縮が図られ、安定した高品質のテストパッドを
必要とするプリント配線板の設計が可能となる。そし
て、設計品質の向上による試作回数の削減が達成される
ので、製品開発のトータル期間短縮に多大の効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のＣＡＤによるプリント配線板設計の
基本フロー図である。

【図２】図１のフローの手順のうち設計条件設定の内容
を示す説明図である。

【図３】この発明によるテストパッド自動生成フローを
示す流れ図である。

【図４】この発明の一実施例を示す回路例の説明図であ
る。

【図５】図４の回路を構成する余剰パッド削除前のパタ
ーンを示す説明図である。

【図６】図５のパターンから余剰パッド削除後のパター
ンを示す説明図である。

【符号の説明】

１１ 設計条件設定 １２ 部品配置設計 １３ パターン配線設計 １４ 設計結果検証 ２１ 設計条件設定（個別部） ２２ 設計条件設定（共通部） ３１ テストパッドの強制割付けの有無を確認 ３２ 強制割付け情報を設定 ３３ テストパッド要求部品の有無確認 ３４ テストパッド要求部品端子を設定 ３５ テストパッド配置ステップ ３６ パターン配線 ３７ 余剰テストパッドの有無をチェック ３８ 余剰テストパッドを削除し、パターン接続 ４１ ＩＣ１（集積回路） ４２ ＩＣ２（集積回路） ４３ Ｃ１（コンデンサ） ４４ Ｒ１（抵抗） ４５，５１０，６１０ 強制割付けテストパッド ５１，５２，５３，６１，６２，６３ ＩＣ１の端子取
り付け用パッド ５４，６４ ＩＣ２の端子取り付け用パッド ５５，５６，６５，６６ Ｃ１の端子取り付け用パッド ５７，５８，６７，６８ Ｒ１の端子取り付け用スルー
ホール ５９，６９ 自動生成テストパッド ５１１，５１２，５１３，５１４ 余剰テストパッド ５１５，６１５ 接地用Ｖｉａ（ビア）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線板の部品組立て完了後にそ
   の機能確認を試験する試験端子を前記プリント配線板に
   自動設計により形成するプリント配線板の試験端子の自
   動生成方法であって、 始めに、前記プリント配線板の個別情報としてその都度
   定義するＣＡＤ初期設定による設計条件の設定を行い、
   さらに設計共通情報として別管理の前記部品の個別情報
   ライブラリにより前記部品の配置設計を行った後、 前記試験端子の強制割付けの有無を確認し有の場合強制
   割付け情報を設定し、 前記試験端子が要求されている前記部品が使用されてい
   るかを確認し有の場合前記試験端子の要求部品端子を設
   定し、 前記強制割付け情報及び前記試験端子要求部品端子情報
   に基づいて前記試験端子を配置し、 前記試験端子を含むパターンで配線を行い、 上述の工程で設定された前記試験端子の内、余剰試験端
   子の有無を確認し、有の場合前記余剰試験端子を削除し
   た後、前記強制割付け情報により設けた強制割付け試験
   端子及び前記試験端子要求部品端子情報により設けた試
   験端子を経由する最短経路のパターンで配線接続を行う
   ことを特徴とするプリント配線板の試験端子の自動生成
   方法。