JPH01291488A - プリント基板ｃａｄシステム - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、プリント基板ＣＡ　Ｄ　（Ｃｏ１１ｐｕｔｅ
ｒ＾１ｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）システムに関し、詳しく
は自動配線における表面実装部品に対応した配線基板モ
デルの構造に関する。

［従来の技術］ コンピュータの助けを借りてプリント基板の配線等を自
動的に設計する、いわゆるプリント基板ＣＡＤシステム
は従来よりよく知られている。この種のプリント基板Ｃ
ＡＤシステムでの自動配線処理の多くは、接続すべきあ
る部品ピン（始点）と他の部品ピン（終点）との間の２
点間の径路を探索する場合、セルマツプと呼ぶ基板モデ
ルを構築し、始点から終点までの途中のセルの空き塞が
りを順次調べて、空いているセルを通って終点まで到達
できる径路が存在するか否かを判定している。

セルは、プリント基板の配線領域を配線格子間隔（ピン
間に配線を２本通す場合には通常２、５４１５ｎｎ間隔
）で縦横に等分割してできる小さい正方形状の領域のこ
とであり、径路探索の最小単位である。各セルは、プリ
ント基板の表裏について既配線、部品ピン、スルーホー
ル、配線禁止あるいは空の状態を持っている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなプリント基板ＣＡＤシステム
での自動配線における基板モデルはＤＩＰ形ＩＣを搭載
するプリント板を前提として考えられたものであり、最
近になって使用されている表面実装部品（ＳＭＤ）を搭
載するプリント基板に対して上記基板モデルを適用する
と、次のような問題が発生し、径路探索が困難になって
いる。

■表面実装部品の部品ピン間が１．２７１１ｎ、　０．
８ｎｎ。

０．６１１１１等とＤＩＰ形ＩＣと異なるため、プリン
ト基板全体について均等分割されたセルでは所定のクリ
アランスを保って配線することができない。

■表面実装部品では、第９図に示すように部品ピンがセ
ルの中心に乗らないため、ピンへの引き込み配線が正し
く行われない（配線がピンから離れてしまう）。

■表面実装部品はプリント基板上の同位置の両面に取り
付けることができるため、従来のセルを用いたＸ−Ｙ配
線技法がそのまま使用できない。

本発明の目的は、このような点に鑑みてなされたもので
、表面実装部品を搭載するプリント基板において表面実
装部品に対応した配線基板モデルを構築し、これに基づ
いて自動配線を行った場合には上記問題点が解決される
ようなプリント基板ＣＡＤシステムを提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ この様な目的を達成するために、本発明では、下記の処
理１の［１］ないし［７］の手順により基板モデルを作
成する手段と、 下記の処理２の［１］ないし［８］の手順により基板モ
デルによる探索を行う探索手段とを具備したことを特徴
とする。

［処理１］ ［１］まず、基板の配線領域分のデータ領域を確保し、
■基板仕様から基板全体の配線条件を求め、その条件下
ですべてのセルプリアンブルを初期化し、■図形データ
ベースより部品ピン列データを生成し、部品ピンが配線
格子上に乗っていない部品ピン列であるか、あるいは表
面実装部品の部品ピン列であるかを抽出し、 ■抽出した部品ピン列の、方向、間隔、部品ピンパッド
形状およびクリアランスとから、部品ピン回りの配線条
件を求め、条件テーブルに！ｇ録し、■部品ピン列を含
むすべてのセルのセルプリアンブルに配線条件番号を埋
め込み、 ■データベース・サーチが完了するまで前記［２］から
［５］の動作を繰り返し、 ■サーチが完了すると、再度図形データベースを走査し
、配線領域内のすべてのセルについてセルが空いている
か、あるいは既に他の信号配線やスルーホールによって
占有されているかなどの状態を抽出し、その状態をセル
プリアンブルに従って配線チャネルステータス、スルー
ホールインジケータにセットする。

［処理２］ ■走査点（ｘ、ｙ）を初期化する（始点（ＸＯ。

ｙｏ）とする）。

■走査点（ｘ、ｙ）におけるセルプリアセンブルのセル
番号を求める。

［３］セルプリアンブルから当該セル番号の配線条件番
号を取り出す。

■配線条件テーブルより走査点（ｘ、ｙ）における配線
格子間隔、配線方向等を取り出す。

［５］これらのデータより、配線チャネルステータスデ
ータ列から走査点のあるチャネルの基板状態（障害の有
無）を取り出す。

■障害が無い場合には、走査点を配線方向に従って更新
し、前記［２］の動作に移行する。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明に係るプリント基板ＣＡＤシステムにお
ける基板モデル構造を示す図である。基板モデルは、実
基板の配線領域を基本格子間隔（通常２．５４１１１１
）で縦横に区切ってできる基本セル単位により基板の表
裏各々の配線条件と配線状態を管理するものである。

セルの配線条件は、１つの基本セルについて、配線格子
間隔、配線格子原点および配線方向についての各条件で
ある。なお、基板の局所で異なる配線条件を持つことが
可能となっている。

セルの配線状態は、基板上の部品ピン、既配線等の径路
障害と探索によって発見された径路の配線とスルーホー
ルの位置を示す。

基板モデルは、 ■セルプリアンブル（表裏面用）１０、■配線チャネル
ステータス（表裏面用）２０、■スルーホールインジケ
ータ３０ とから構成される。

セルプリアンブル１０では、表面、裏面〈以降Ａ面、８
面という〉の各面上で異なる配線条件を持つ領域が定義
される。

配線チャネルステータス２０では、セルプリアンブルで
与えられた配線条件により、基本セル内が、例えば第２
図に示すように、配線格子間隔で短冊状に区切られ（こ
れを配線チャネルと呼ぶ）、径路障害と探索径路が管理
される。

スルーホールインジケータ３０では、径路探索によって
発見されたスルーホールの位置が印される。

第３図はセルプリアンブルのデータ構造について示した
図である。Ａ面、８面の各面に関して第３図（イ）に示
すように基本格子間隔単位の基本セルＮ、ｊ）ごとに配
線条件番号が割り付けられており（同図（ロ））、その
条件番号によってボインティングされる配線条件テーブ
ル１１（同図（ハ））には配線条件データレコード１２
のアドレスが格納されている。

各配線条件データレコード１２は、第３図（ニ）に示す
ような構成となっている。すなわち、配線基本格子間隔
、配線格子原点Ｘ座標、配線格子原点Ｙ座標、配線格子
分割数、配線方向（水平または垂直）、配線チャネル数
、配線チャネル先頭アドレス（配線チャネルの内容を記
憶したメモリの先頭アドレス）、部品ピンパッド形状番
号等より構成される。

このような基板モデルの構築手順を説明する。

第４図は構築フローである。

［１］まず、基板の配線領域分のデータ領域を確保する
。

■基板仕様から基板全体の配線条件を求め、その条件下
ですべてのセルプリアンブルを初期化する。

■図形データベースより部品ピン列データを生成し、次
の条件に適合するデータを抽出する。

（ａ）部品ピンが配線格子上に乗っていないもの、（ｂ
）表面実装部品である ■抽出したピン列の、方向、間隔、ピンパッド形状およ
びクリアランスとから、ピン回りの配線条件を求め、条
件テーブルに登録する。

■部品ピン列の最大／最小座標（これをｌｌ１ｎ−ｎａ
ｘという）を求め、その部分のセルプリアンブルに配線
条件番号を埋め込む。

■データベース・サーチが完了するまで前記［２］から
［５］の動作を繰り返す。

■サーチが完了すると、再度図形データベース魔を走査
し、部品ピン、スルーホール、既配線データを抽出し、
セルプリアンブルに従って配線チャネルステータス、ス
ルーホールインジケータを構築する。

以上のような手順により基板モデルはｊｌｌｚされる。

その後、作成されたこの基板モデルを基にしてシステム
は径路探索を行う。一方向の径路探索の動作について説
明すれば次の通りである。第５図は一方向径路探索のフ
ローである。

■走査点（ｘ、ｙ）を初期化する（始点（ＸＯ。

ｙ□）とする）。

■走査点（ｘ、ｙ）におけるセルプリアセンブルのセル
番号を求める。

［３］セルプリアンブルから当該セル番号の配線条件番
号を取り出す。

■配線条件テーブルより走査点（ｘ、ｙ）における配線
格子間隔、配線方向等を取り出す。

［５］これらのデータより、配線チャネルステータスデ
ータ列から走査点のあるチャネルの基板状態（障害の有
無）を収り出す。

■障害が熱い場合には、走査点を配線方向に従って更新
し、前記［２］の動作に移行する。

障害があった場合には、この探索を終了する。

以上のようにして異種配線格子基板モデルを作成するこ
とができ、この基板モデルを基にして自動配線作業を行
うことができる。

第６図はこのようにして設計されるプリント配線設計過
程を説明する説明図である。また第７図は第６図（ニ）
の拡大図である。図において、ドツト６１はスルーホー
ル用の格子点を示す８表面実装部品ＳＭＤの部品ピンは
基準の配線格子点に乗っていないが、配線は部品ピン中
心にうまく引き込まれている様子がよく分かる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、異種配線格子基
板モデルを作成することができ、自動配線においてその
作成された基板モデルを使用することにより次のような
効果か得られる。

０表面実装部品を搭載したプリント基板の自動配線にお
いて、 （ａ）部品ピンがオフグリッド（基板仕様として与えら
れた配線格子点に乗っていない状態）であっても、クリ
アランスに違反することなく部品ピン中心に配線を引き
込むことができる。

ｆｂ）第８図（イ）に示すように部品のピン列１が配線
方向（矢印）と直交関係にあっても、第８図（ロ）に示
すようにピン列方向に従ってピンへ配線を引き込むこと
ができる。

（Ｃ）異なる部品が同位置の反対面にあっても、上記（
ｂ）と同じ理由により配線が容易である。

■１１１１ピッチのコネクタやオフグリッド上に配置さ
れたＤＩＰ形部品についても上記■と同様に容易に配線
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプリント基板ＣＡＤシステムにお
ける基板モデル構造を示す図、第２図は異種配線格子が
混在する場合を説明するための説明図、第３図はセルプ
リアンブルのデータ構造について示した図、第４図は基
板モデルの構築フロー、第５図は径路探索のフロー、第
６図は本発明によるプリント配線の設計過程を説明する
ための説明図、第７図は第６図（ニ）の部分拡大図、第
８図は部品ピンの向きと配線方向との関係を示す図、第
９図は配線格子と部品ピン間隔の関係を示す図である。 １０・・・セルプリアンブル、２０・・・配線チャネル
ステータス、３０・・・スルーホールインジケータ、１
１・・・配線条件テーブル、１２・・・配線条件データ
レコード。 第２図 （イ）奮トエこ゛二多すＩ山上　　　　　　＊’口）贋
才望り゛す７Ｋｉに（ハ）１琴［り“ソソド２（机灸そ
テフレ！ｌ鷲小 → 需 呪 一 第４図 嘉５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　基板モデルを構築し、各セルについて障害があるか否
   かを調べ２点間を結線できる径路が存在するか否かを判
   定する処理を有し自動配線処理を行うプリント基板ＣＡ
   Ｄシステムにおいて、 下記の処理１の［１］ないし［７］の手順により基板モ
   デルを作成する手段と、 下記の処理２の［１］ないし［８］の手順により基板モ
   デルによる配線径路探索を行う探索手段 とを具備したことを特徴とするプリント基板ＣＡＤシス
   テム。 ［処理１］ ［１］まず、基板の配線領域分のデータ領域を確保し、
   ［２］基板仕様から基板全体の配線条件を求め、その条
   件下ですべてのセルプリアンブルを初期化し、［３］図
   形データベースより部品ピン列データを生成し、部品ピ
   ンが配線格子上に乗っていない部品ピン列であるか、あ
   るいは表面実装部品の部品ピン列であるかを抽出し、 ［４］抽出した部品ピン列の、方向、間隔、部品ピンパ
   ッド形状およびクリアランスとから、部品ピン回りの配
   線条件を求め、条件テーブルに登録し、［５］部品ピン
   列を含むすべてのセルのセルプリアンブルに配線条件番
   号を埋め込み、 ［６］データベース・サーチが完了するまで前記［２］
   から［５］の動作を繰り返し、 ［７］サーチが完了すると、再度図形データベースを走
   査し、配線領域内のすべてのセルについてセルが空いて
   いるか、あるいは既に他の信号配線やスルーホールによ
   って占有されているかなどの状態を抽出し、その状態を
   セルプリアンブルに従つて配線チャネルステータス、ス
   ルーホールインジケータにセットする。 ［処理２］ 　［１］走査点（ｘ，ｙ）を初期化する（始点（ｘ＿０
   ，ｙ＿０）とする）。 ［２］走査点（ｘ，ｙ）におけるセルプリアセンブルの
   セル番号を求める。 ［３］セルプリアンブルから当該セル番号の配線条件番
   号を取り出す。 ［４］配線条件テーブルより走査点（ｘ，ｙ）における
   配線格子間隔、配線方向等を取り出す。 ［５］これらのデータより、配線チャネルステータスデ
   ータ列から走査点のあるチャネルの基板状態（障害の有
   無）を取り出す。 ［６］障害が無い場合には、走査点を配線方向に従って
   更新し、前記［２］の動作に移行する。