JPH1166122A - 解析モデル作成方法及びそのプログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、２次元設計データをそのまま利用
することができ、また、所定の特性情報が均一的に付加
された３次元の解析モデルを容易に作成することができ
る解析モデル作成方法及びそのプログラムを格納した記
憶媒体を提供することを課題とする。 【解決手段】 ２次元設計データに、厚み方向や厚み寸
法等の形状情報を付加して３次元化するとともに、解析
処理に必要な特性情報を付加して、２次元設計データに
基づく第１の解析モデルが作成され、一方、２次元設計
データに含まれていない要素については、予め形状及び
解析処理に必要な特性情報が付加、登録されたライブラ
リにパラメータを与えて３次元モデルを新規に作成する
ことにより、追加要素の第２の解析モデルが作成され
る。そして、これらの解析モデルを統合するとともに、
種々の解析処理に適合するように特性情報を適合化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、解析モデル作成方
法及びそのプログラムを格納した記憶媒体に関し、特
に、プリント基板やＬＳＩパッケージ等に形成される回
路パターンにおいて、従来の２次元ＣＡＤシステムで作
成された設計データを解析処理に適用可能なデータに変
換する解析モデル作成方法及びそのプログラムを格納し
た記憶媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント基板やＬＳＩパッケージ
等に形成される回路パターンにおいて、例えば、配線パ
ターンのインダクタンスや抵抗等の電気的特性を解析す
る場合、配線の断面形状や伝送経路等の線路に関する特
性情報に基づいて、２次元ＣＡＤシステム（以下、単に
２次元ＣＡＤという）で作成された配線データとは別
に、解析専用の３次元モデルを作成していた。このよう
な３次元モデルに付加される解析対象の情報は、専ら解
析作業に携わる作業者の個々の判断で設定され、また、
３次元データ作成時の作業能率も作業者の熟練度等に大
きく左右されていた。

【０００３】また、通常、実施される解析処理として
は、上述したような回路パターンの伝送線路特性を解析
する線路解析の他に、回路パターンが形成される基板や
パッケージ等の絶縁物を含めた熱特性や構造特性を解析
する構造解析（熱解析を含む）がある。この場合にも、
絶縁体の形状や材質等に関する特性情報に基づいて、構
造解析に適した３次元モデルを作成しなければならず、
解析の種類ごとに３次元モデルの作成作業を必要として
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の解析モ
デルの作成方法においては、次のような問題がある。 ２次元ＣＡＤで作成した設計データを３次元の解析モ
デルの作成の際に、そのまま使用することができず、複
数の解析処理に対して、解析の種類ごとに専用の解析モ
デルを別工程で作成しなければならなかったため、作業
工数が増大するという問題があった。 複雑多岐にわたる近年の回路パターンに対応した解析
モデルの作成には、多くの工数と、作成に携わる作業者
の熟練度等の能力を必要とするが、解析ツールの種類
や、作成工数、時間的な制約等により、解析モデルに必
ずしも均一な定義で情報が付加されておらず、解析精度
の低下を招くという問題があった。

【０００５】本発明は、上述した問題点を解決すること
を目的とし、２次元設計データをそのまま利用すること
ができ、また、所定の特性情報が均一的に付加された３
次元の解析モデルを容易に作成することができる解析モ
デル作成方法及びそのプログラムを格納した記憶媒体を
提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、２次元の設計データに基
づいて解析処理に必要な３次元の解析モデルを作成する
解析モデル作成方法において、前記２次元の設計データ
に、形状情報を付加して該設計データを３次元化すると
ともに、前記解析処理に必要な特性情報を付加し、前記
２次元設計データに基づく第１の解析モデルを作成する
工程と、前記２次元の設計データには含まれていない、
前記解析処理の対象となる要素について、予め形状及び
前記解析処理に必要な特性情報が付加、登録されたライ
ブラリにパラメータを入力して３次元モデルを作成する
ことにより、第２の解析モデルを作成する工程と、前記
第１及び第２の解析モデルを組み合わせるとともに、前
記解析処理に必要な特性情報の適合化を行い、複数の解
析処理に必要な特性情報を有する３次元の解析モデルを
作成する工程と、を具備することを特徴とする。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、２次元設計
データに、厚み方向や厚み寸法等の形状情報を付加して
３次元化するとともに、解析処理に必要な特性情報、す
なわち、３次元モデルの断面形状に関する情報や配置に
関する座標情報等を付加して、２次元設計データに基づ
く第１の解析モデルが作成される。一方、上記２次元設
計データに含まれておらず、解析処理の対象となる要素
については、予め形状及び解析処理に必要な特性情報が
付加、登録されたライブラリにパラメータを入力して３
次元モデルを作成することにより、２次元設計データに
は基づかない、追加要素の第２の解析モデルが作成され
る。そして、これらの解析モデルを統合するとともに、
例えば、解析モデルを構成する各要素相互の接続関係を
整合化、あるいは周辺部材の３次元モデルを統合化し
て、種々の解析処理に適合する特性情報を有する３次元
のマスタモデルが作成される。

【０００８】すなわち、２次元ＣＡＤで作成した設計デ
ータに基づいて特性情報が付加された３次元の解析モデ
ルを作成することができるため、２次元設計データをそ
のまま３次元解析ツールで利用することができ、解析モ
デル作成のための作業効率を向上させることができる。
また、２次元設計データに含まれない要素については、
予め形状及び特性情報が付加、登録されたライブラリか
ら抽出して３次元モデルを作成することができるため、
作業者の能力等に関わらず、均一な定義で形状及び特性
情報を設定することができ、解析精度の向上を図ること
ができる。さらに、３次元の解析モデルの各要素に任意
に特性情報を付加することができるため、複数の異なる
解析処理に必要な情報が付加された３次元マスタモデル
を容易に作成することができる。そのため、解析処理ご
とに必要な要素を抽出して適用することができることと
なり、従来のように解析処理ごとに別個に解析モデルを
作成する必要がなくなり、作業工数の大幅な削減を図る
ことができる。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の解析モデル作成方法において、前記特性情報は、前
記３次元の解析モデルを構成する要素相互の接続特性、
及び、素材特性に関する情報を有し、前記解析処理は、
相互に接続した前記要素の線路特性に関する解析処理
と、前記要素の素材特性に関する解析処理とを有してい
ることを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明によれば、３次元の解
析モデルは、解析モデルを構成する要素についての相互
接続及び素材に関する特性情報を有し、線路解析及び構
造解析、熱解析等に適用される。すなわち、３次元の解
析モデルを構成する要素が、複数の異なる解析処理に必
要な複数の特性情報を有しているため、異なる解析処理
ごとに必要な要素を抽出して適用することができること
となり、従来のように解析処理ごとに別個に解析モデル
を作成する必要がなく、作業工数の大幅な削減を図るこ
とができる。

【００１１】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の解析モデル作成方法において、前記２次元の
設計データが、多層配線構造を有する回路装置の各層ご
との２次元回路データであることを特徴とする。請求項
３記載の発明によれば、上記解析モデルの作成方法が多
層配線パターンに適用される。

【００１２】すなわち、多層配線の３次元構造に対応し
た３次元解析モデルに、各層間の配線パターン相互の接
続関係、配線材料や層間絶縁材料の材料特性等の複数の
解析処理に必要な特性情報を、均一な定義で付加したマ
スタモデルを作成することができるため、１つの解析モ
デルで線路解析、構造解析、熱解析等の複数の解析処理
に適用することができ、回路装置の解析処理に係る工数
を削減するとともに、解析精度を向上させることができ
る。

【００１３】さらに、請求項４記載の発明は、２次元の
設計データに基づいて解析処理に必要な３次元の解析モ
デルを作成するためのプログラムを格納した記憶媒体で
あって、前記２次元の設計データに、形状情報を付加し
て該設計データを３次元化するとともに、前記解析処理
に必要な特性情報を付加し、前記２次元設計データに基
づく第１の解析モデルを作成する処理と、前記２次元の
設計データには含まれていない、前記解析処理の対象と
なる要素について、予め形状及び前記解析処理に必要な
特性情報が付加、登録されたライブラリにパラメータを
入力して３次元モデルを作成することにより、第２の解
析モデルを作成する処理と、前記第１及び第２の解析モ
デルを統合するとともに、前記解析処理に必要な特性情
報の適合化を行い、複数の解析処理に必要な特性情報を
有する３次元の解析モデルを作成する処理と、を実行す
るためのプログラムを格納していることを特徴としてい
る。

【００１４】請求項４記載の発明によれば、２次元設計
データに形状情報を付加して３次元化するとともに、所
定の特性情報を付加して、第１の解析モデルを作成する
処理と、２次元設計データに含まれていない要素につい
て、予め形状及び特性情報が付加、登録されたライブラ
リから３次元モデルを抽出することにより、追加要素の
第２の解析モデルを作成する処理と、これらの解析モデ
ルを統合し、付加された特性情報の適合化された３次元
のマスタモデルを作成する処理を行う、一連のコンピュ
ータプログラムがフロッピーディスク（ＦＤ）やコンパ
クトディスク（ＣＤ）等の記憶媒体に格納された形態で
取り扱われる。

【００１５】すなわち、このような記憶媒体に格納され
たプログラムを使用した３次元ＣＡＤシステムによれ
ば、複数の特性情報が付加されたマスタモデルを容易に
作成することができるため、１つのマスタモデルを、例
えば、線路解析、構造解析、熱解析等の複数の解析処理
に適用することができ、解析モデル作成のための作業工
数を削減することができる。また、従来作業者の判断に
委ねるところが多かった追加要素の形状や特性情報等の
定義を均一化することができるため、解析精度の高い解
析モデルを作成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る解析モデル作
成方法及びそのプログラムを格納した記憶媒体について
説明する。本発明に係る解析モデル作成方法の基本的な
処理工程について、図１を参照して説明する。

【００１７】まず、２次元で設計された回路パターンの
形状データ（２次元設計データ）を取り込み（Ｓ１
１）、２次元設計データに不足しているＺ方向のパラメ
ータを入力設定する（Ｓ１２）。ここで、Ｚ方向のパラ
メータ（以下、Ｚ情報という）とは、配線の厚み、厚み
付けの方向、配線層間の絶縁体の厚み、絶縁体の素材等
であって、２次元設計データには含まれていない３次元
化処理のために必要な情報である。次いで、２次元設計
データ及びＺ情報に基づいて、３次元化処理が行われる
とともに、この３次元化モデルに解析処理に必要な特性
情報が付加されて、２次元設計データに含まれている要
素の導体モデルが作成される（Ｓ１３）。一方、２次元
設計データに含まれていないが、解析処理において対象
となる要素については、予め形状及び特性情報が付加、
登録されたライブラリにパラメータを入力し（Ｓ１
４）、３次元モデルを作成、抽出して、２次元設計デー
タに含まれていない追加要素の導体モデルが作成される
（Ｓ１５）。次いで、これらの導体モデルを組み合わせ
て、実際の回路パターンに即した３次元導体モデルが作
成される（Ｓ１６）。さらに、この３次元導体モデルを
解析処理に適合させるため、３次元導体モデルを構成す
る各要素の接続特性を整合、あるいは３次元導体モデル
が形成される周囲の絶縁体モデルを統合させる適合化処
理を行い（Ｓ１７）、複数の解析処理に適合する特性情
報を有する３次元マスタモデルを作成する（Ｓ１８）。
そして、この３次元マスタモデルから、解析処理ごとに
必要な要素を抽出して、例えば、線路解析、構造解析、
熱解析等の複数の異なる解析処理を施す（Ｓ１９）。

【００１８】次に、図１のフローチャートに示された３
次元化処理（Ｓ１３）、追加要素作成処理（Ｓ１４、Ｓ
１５）、適合化処理（Ｓ１６）の各処理工程について、
順次説明する。 （３次元化処理）まず、２次元設計データの３次元化処
理について、図２を参照して説明する。

【００１９】２次元設計データとして取り込まれた各配
線層ごとの２次元設計データと、３次元化に必要なデー
タとして入力されたＺ情報を３次元化データとして取り
込む（Ｓ２１）。次いで、２次元設計データ中の直線近
似データをモデル化する処理を行う（Ｓ２２）。これ
は、例えば、図３に示すように、直線要素ｎが複数連続
する直線近似された円弧Ｒ１が存在するような場合に
は、円弧の中心Ｏと半径ｒ、円周上の始点ａ及び終点ｂ
のみで表現される円弧Ｒ２にモデル化することにより、
データ量を軽減する。なお、直線近似されている円、円
弧の判定は、直線長さと、連続する個数で判断し、円弧
の中心点は２直線の垂線の交点から求める。

【００２０】次いで、２次元設計データ中の形状パター
ンの要素種別を、例えば、以下のように判別し（Ｓ２
３）、各々の形状パターンごとに、２次元設計データ及
びＺ情報に基づいて対応するＺ位置への配置、厚み付け
等を行って３次元モデルを作成する。 １）２次元設計データのうち、線幅を有する連続線形状
パターンは、配線パターンとして取り扱う（Ｓ２４）。
２次元設計データと、３次元化のために入力されたＺ情
報に基づいて、配線層に対応するＺ位置に幅付け及び厚
み付けを行い（Ｓ２４ａ、Ｓ２４ｂ）、３次元モデル化
する。 ２）２次元設計データのうち、閉じた連続線形状パター
ンは、ランドもしくはプレーンとして取り扱う（Ｓ２
６）。２次元設計データと、３次元化のために入力され
たＺ情報に基づいて、配線パターンと同様に、配線層に
対応するＺ位置に幅付け及び厚み付けを行い（Ｓ２６
ａ、Ｓ２６ｂ）、３次元モデル化する。 ３）２次元設計データのうち、複数の配線層にまたがる
形状パターンはビアとして取り扱う（Ｓ２５）。ビアを
構成するランドを対応する配線層のＺ位置に各々厚み付
けをして作成し（Ｓ２５ａ、Ｓ２５ｂ）、ランド間に対
応するビアの円柱形状を判別して付加し（Ｓ２５ｃ、Ｓ
２５ｄ）、３次元モデル化する。

【００２１】次いで、作成された３次元モデルを構成す
る各要素ごとに、２次元設計データから得られる配置位
置を示す座標値と、断面形状に関する特性情報を付加し
て（Ｓ２７）、３次元の導体モデルを完成する（Ｓ２
９）。また、２次元設計データがネガパターンとして設
計されている場合には、全体の３次元モデルを作成し、
このモデルから上記の各形状パターンの３次元モデルを
差し引く除算処理（ブーリアン演算）を行うことによ
り、ポジパターンに反転させる（Ｓ２８）。 （追加要素作成処理）次に、２次元設計データに含まれ
ていないが、解析処理において対象となる要素の作成処
理（追加要素作成処理）について、図４を参照して説明
する。

【００２２】２次元設計データに含まれていないが、解
析処理において対象となる要素、例えば、ボンディング
ワイヤ、半田ボール等の要素や、新たに追加する配線や
ビア等については、予め形状及び特性情報が登録された
ライブラリの画面表示（Ｓ３１）から、所望の形状種別
を選択する（Ｓ３２）。次いで、選択した形状パターン
に配置位置や諸寸法等のパラメータを入力設定する（Ｓ
３３）ことにより、配置位置を示す座標値と、断面形状
等に関する特性情報が付加された３次元モデルを作成、
配置し（Ｓ３４、Ｓ３５）、３次元の追加要素導体モデ
ルを完成する（Ｓ３６）。 （適合化処理）次に、上記３次元化処理、追加要素作成
処理により得られた各導体モデルを組み合わせて作成し
た３次元導体モデルの適合化処理について、図５、図６
を参照して説明する。

【００２３】３次元導体モデルの適合化処理としては、
上記３次元導体モデルを構成する各要素相互の接続特性
を整合する線路方向整合化、あるいは、３次元導体モデ
ルが隣接する周囲の絶縁体モデルを統合する絶縁体モデ
ル統合化の処理が、解析処理の種類に応じて実行され
る。 （線路方向整合化）まず、３次元導体モデルの線路方向
を整合化する適合化処理について、図５を参照して説明
する。

【００２４】上述した３次元化処理及び追加要素作成処
理により作成された３次元導体モデルを構成する各要素
に付加された配置位置を示す座標値から、要素相互の接
続関係を判別する（Ｓ４１、Ｓ４２）。すなわち、座標
値が相互に一致（干渉）している要素同士は、電気的に
導通しているものとして取り扱う。このとき、要素相互
の接続関係において、分岐を形成している箇所を検出す
るために、接続箇所及び接続数を調べる。

【００２５】次いで、各要素に付加されている特性情報
の線路特性に基づいて連続する伝送経路を形成し、その
経路における線路方向を一方向に整合させて線路特性情
報を作成する（Ｓ４３）。このように、３次元導体モデ
ルの所望の領域あるいは経路の要素について、上記線路
情報を抽出し、線路解析モデルとして取り扱い（Ｓ４
４）、伝送線路解析処理を行うシステムに入力する。 （絶縁体モデル統合化）次に、３次元導体モデルと絶縁
体モデルを統合化する適合化処理について、図６を参照
して説明する。

【００２６】上述した３次元化処理及び追加要素作成処
理により作成された３次元導体モデルが形成される層間
絶縁膜やパッケージ等の絶縁体について、その形状及び
特性情報を付加した絶縁体モデルを別個に作成する。次
いで、３次元導体モデルと絶縁体モデルとを統合するこ
とにより（Ｓ５１、Ｓ５２）、製品形態により近似した
形状及び特性情報を有する３次元マスタモデルを作成す
る。このような３次元マスタモデルの全要素、あるい
は、解析の対象となる領域の要素について、付加されて
いる特性情報を抽出し、構造解析モデルとして取り扱い
（Ｓ５３）、構造解析又は熱解析処理を行うシステムに
入力する。 （実施例）次に、本発明に係る解析モデル作成方法の実
施例について、図７から図１３を参照して説明する。

【００２７】図１から図６に示した処理工程に基づい
て、多層配線構造を有する回路装置の２次元設計データ
から３次元解析モデルを作成する。ここで、２次元設計
データは、２次元ＣＡＤにより作成された回路パターン
であって、３次元解析モデルの作成に際しては、本発明
に係る解析モデル作成方法のプログラムで動作する３次
元ＣＡＤを使用し、モニター画面上で作成処理を行うも
のとする。

【００２８】まず、２次元ＣＡＤにより作成された回路
パターンの２次元設計データを取り込んだ後、３次元化
処理に必要なＺ情報の入力を行う。例えば、モニター画
面上に図７に示すようなＺ情報の入力画面を表示し、配
線層及び絶縁層の厚み寸法、厚み方向、絶縁層の素材等
のパラメータを入力設定する。なお、配線層あるいは絶
縁層の厚みが全層とも一致するような場合には、一括し
てパラメータを設定できるように入力画面を設計するこ
とによりＺ情報の設定を簡略化する。

【００２９】次いで、２次元設計データと入力設定され
たＺ情報に基づいて、各形状パターンの３次元化を行
う。まず、形状パターンの判別により配線、ビア、プレ
ーン及びランドの判別を行う。連続した形状パターンは
配線パターンとして取り扱う。配線パターンの３次元化
の場合、図８（ａ）に示すように、２次元設計データの
Ｘ，Ｙ座標点列と線幅情報から配線の輪郭形状を作成
し、配線層のＺ座標に配置し、輪郭を配線の厚み方向に
厚み情報分スイープ（引きずる）して３次元モデルを作
成する。次いで、配線経路情報（特性情報）として、図
８（ｂ）に示すように、２次元設計データの配線の開始
点Ｐ１から終了点Ｐ２に至るベクト成分（図中矢印）か
らなる線路方向情報と、Ｘ，Ｙ座標に配線層のＺ座標
（配線の厚みの１／２だけスイープ方向にシフト）を付
加した線路情報と、配線断面の形状情報（線幅、厚み）
とを設定する。

【００３０】また、複数の配線層にまたがる形状パター
ンはビアとして取り扱う。ビアの３次元化の場合には、
図９（ａ）に示すように、ビアでつなぐ各配線層に設け
られるランドの配置位置（Ｘ，Ｙ）、ビア及びランドの
半径を２次元設計データから抽出し、ビアの各層の位置
にランドＬＮ、ＬＮＡ、ＬＮＢとなる円柱を作成し、そ
のランドＬＮＡ、ＬＮＢ間をビアＶとなる円柱でつない
で３次元モデルを作成する。このとき、図９（ｂ）に示
すように、ビア部のスルーホールの有無、すなわち中実
構造か中空構造のいずれを有しているかという判別を、
ビアが設けられる絶縁層の素材に応じて決定する。すな
わち、プリント配線基板（ＰＣＢ）系の回路装置の場合
には、図９（ｂ）右方に示すように、ビア部ＶＢの円柱
を中空構造の円筒形状とし、セラミックス系の場合に
は、図９（ｂ）左方に示すように、ビア部ＶＡを中実構
造の円柱形状とする。中空構造の場合には、中空を形成
するスルーホール部分を円柱として取り扱い、ビア部の
円柱からブーリアン演算により除算処理して作成する。
次いで、配線経路情報として、図９（ｃ）に示すよう
に、ランドの配置位置（Ｘ，Ｙ座標）に配線層のＺ座標
を付加した線路情報と、ランド及びビアの断面の形状情
報（半径）を設定する。

【００３１】また、閉じた連続した形状パターンはプレ
ーン及びランドとして取り扱う。プレーン及びランドの
３次元化の場合には、図１０に示すように、２次元設計
データの閉じた連続線から線幅の１／２だけ大きくした
形状を作成し、Ｚ座標に配置する。次いで、配線の３次
元化の場合と同様に、厚み情報分Ｚ方向にスイープして
特性情報が設定された３次元モデルを作成する。

【００３２】次に、２次元設計データには含まれない要
素を追加作成する。表１に示すように、半田ボールやボ
ンディングワイヤ等のモデル形状、導体特性、パラメー
タ等が予め登録されたライブラリに配置座標や半径等の
パラメータに所望の条件や数値を与えて、例えば、図１
１（ａ）、（ｂ）に示すような寸法形状及び線路方向
（図中矢印）等の特性情報が設定された半田ボールＢや
ボンディングワイヤＷの３次元モデルを作成し、任意の
Ｘ，Ｙ座標位置に配置する。

【００３３】

【表１】

【００３４】このようにして、導体モデル及び追加要素
導体モデルが作成され、これらの３次元モデルを組み合
わせることにより、図１２（ａ）に示すように、多層配
線構造を有する回路パターンの３次元導体モデルＣＭが
完成する。この３次元導体モデルＣＭを各種の解析処理
との連携が取れるように、特性情報の適合化を行う。す
なわち、図１２（ｂ）に示すように、解析対象となって
いる回路パターンが形成されるパッケージや絶縁層等
を、２次元設計データ、形状及び特性情報に基づいて各
層ごとの３次元の絶縁体モデルＩＭとして作成する。そ
して、上記回路パターンの３次元導体モデルＣＭと、絶
縁体モデルＩＭとを組み合わせ、その他の部品要素を配
置することにより、図１２（ｃ）に示すように、実際の
回路装置に適合した形状及び特性情報を有する３次元マ
スタモデルＭＭが完成する。

【００３５】このような３次元マスタモデルＭＭにおい
て、回路装置の動作時に生じる熱の伝達状況の解析や、
熱応力による構造特性の解析を行う際には、対象となる
回路部分を抽出して、あるいは、マスタモデルＭＭをそ
のまま構造解析モデルとして取り扱い、各種解析ツール
に入力する。また、図１２（ａ）に示した３次元導体モ
デルＣＭにおいて、各要素の電気的接続により形成され
る伝送線路の特性を解析する際には、各要素に設定され
ている特性情報の配置座標等から、表２に示すように、
配線とビアがどの座標位置で一致して接続、分岐構造を
有しているのかを接続情報として抽出し、各要素間の接
続状態を判別する。

【００３６】

【表２】

【００３７】例えば、表２に示した接続情報からは、図
１３（ａ）に示すように、配線Ｌ１とビアＶ１とは座標
（-2.0，0.0，0.0）で、また、ビアＶ１と配線Ｌ２とは
座標（-2.0，0.0，-0.5）で接続し、さらに配線Ｌ２と
半田ボールＢ１とは座標（-3.0，0.0，-0.5）で接続す
る線路が判別される。ここで、要素相互の接続箇所は、
配線Ｌ１、Ｌ２の両端の２点、ビアＶ１の接続箇所は、
ランドの中心同士を結ぶ基準線の両端の２点とする。そ
して、配線の接続数が３点以上ある場合には、配線が分
岐していると判断する。このようにして得られた伝送線
路から、線路の一方の端部（接続点の数が１と判別され
ている点）の要素から順次接続点を介して接続する導体
モデルを検出する。そして、他方の端部の接続点の数が
１となる要素を検出すると、先の端部から後の端部まで
を１つの連続する伝送線路として取り扱う。全ての要素
について接続関係がチェックされると、図１３（ｂ）に
示すように、各伝送線路を構成する要素（Ｌ１、Ｖ１、
Ｌ２、Ｂ１）ごとに設定されている特性情報から線路方
向に関する情報（ｌ１、ｖ１、ｌ２、ｂ１、ｃ１）を抽
出して、全ての線路方向が一方向揃うように線路方向情
報を整合する。なお、ｌ２*、ｃ１*は、各々ｌ２、ｃ１
の反転情報である。このようにして、表３に示すような
各要素ごとの断面形状情報、線路位置情報、材料等の線
路特性情報を有する回路全体の解析モデルが作成され、
線路特性解析ツールに入力されて、解析が行われる。

【００３８】

【表３】

【００３９】以上の解析モデルの作成方法のプログラム
を記憶媒体に格納することにより、既存の３次元ＣＡＤ
システムにおいて２次元設計データをそのまま利用し
て、容易に複数の解析処理に適用できる特性情報を有す
る３次元解析モデルの作成を行うことができる。また、
従来作業者ごとの能力に委ねられていた解析モデルの作
成処理及び特性情報の付加を、ライブラリへのパラメー
タの入力設定により容易に均一化することができ、解析
処理に適合した特性情報を有する３次元モデルを作成す
ることができるため、解析処理における精度の向上を図
ることができる。

【００４０】なお、本実施例においては、多層配線構造
を有する回路装置に本発明を適用した例を説明したが、
この解析モデルの適用範囲は半導体装置を中心とする電
子回路に限定されるものではない。また、２次元設計デ
ータに含まれる全ての要素について作成された３次元モ
デルは、その要素数が膨大になる場合には、モデルの要
素種別、配線層等の分類で色分けを行うことにより、解
析モデルの作成処理を行うモニター上での視認性を高め
ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の解析モデ
ル作成方法によれば、２次元設計データをそのまま用い
て３次元の解析モデルを作成するとともに、２次元設計
データに含まれない要素を形状及び特性情報が予め付
加、登録されたライブラリから抽出して解析モデルを作
成しているため、これらの解析モデルの各要素に設定さ
れている特性情報を抽出するだけで、容易に実際の回路
装置に即した線路解析データ及び構造解析データを作成
することができる。また、このような３次元解析モデル
によれば、複数の解析処理に必要な特性情報を付加する
ことによりマスタモデルとして取り扱うことができるた
め、設計データの管理を容易にすることができる。

【００４２】特に、請求項１記載の解析モデル作成方法
によれば、２次元ＣＡＤで作成した設計データに基づい
て特性情報が付加された３次元の解析モデルを作成する
ことができるため、２次元設計データをそのまま３次元
解析ツールで利用することができ、解析モデル作成のた
めの作業効率を向上させることができる。また、２次元
設計データに含まれない要素については、予め形状及び
特性情報が付加、登録されたライブラリから抽出して３
次元モデルを作成することができるため、作業者の能力
等に関わらず、均一な定義で形状及び特性情報を設定す
ることができ、解析精度の向上を図ることができる。さ
らに、３次元の解析モデルの各要素に任意に特性情報を
付加することができるため、複数の異なる解析処理に必
要な情報が付加された３次元マスタモデルを容易に作成
することができる。そのため、解析処理ごとに必要な要
素を抽出して適用することができることとなり、従来の
ように解析処理ごとに別個に解析モデルを作成する必要
がなくなり、作業工数の大幅な削減を図ることができ
る。

【００４３】また、請求項２記載の解析モデル作成方法
によれば、３次元の解析モデルを構成する要素が、複数
の異なる解析処理に必要な複数の特性情報を有している
ため、異なる解析処理ごとに必要な要素を抽出して適用
することができることとなり、従来のように解析処理ご
とに別個に解析モデルを作成する必要がなく、作業工数
の大幅な削減を図ることができる。

【００４４】また、請求項３記載の解析モデル作成方法
によれば、多層配線の３次元構造に対応した３次元解析
モデルに、各層間の配線パターン相互の接続関係、配線
材料や層間絶縁材料の材料特性等の複数の解析処理に必
要な特性情報を、均一な定義で付加したマスタモデルを
作成することができるため、１つの解析モデルで線路解
析、構造解析、熱解析等の複数の解析処理に適用するこ
とができ、回路装置の解析処理に係る工数を削減すると
ともに、解析精度を向上させることができる。

【００４５】さらに、請求項４記載の上記解析モデル作
成方法のプログラムを格納した記憶媒体によれば、複数
の特性情報が付加されたマスタモデルを容易に作成する
ことができるとともに、解析精度の高い解析モデルを作
成することができる３次元ＣＡＤを容易に実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る解析モデル作成方法の基本的な処
理工程を示すフローチャートである。

【図２】本発明に係る解析モデル作成方法の３次元化処
理を示すフローチャートである。

【図３】本発明に係る解析モデル作成方法の直線近似デ
ータのモデル化処理を示す図である。

【図４】本発明に係る解析モデル作成方法の追加要素作
成処理を示すフローチャートである。

【図５】本発明に係る解析モデル作成方法の適合化処理
（その１）を示すフローチャートである。

【図６】本発明に係る解析モデル作成方法の適合化処理
（その２）を示すフローチャートである。

【図７】３次元化処理におけるＺ情報の入力画面の例を
示す図である。

【図８】配線パターンの３次元化処理を示す図である。

【図９】ビアの３次元化処理を示す図である。

【図１０】プレーン・ランドの３次元化処理を示す図で
ある。

【図１１】追加要素の作成処理を示す図である。

【図１２】導体モデルの適合化処理（その１）を示す図
である。

【図１３】導体モデルの適合化処理（その２）を示す図
である。

【符号の説明】

Ｒ１、Ｒ２ 円弧 Ｐ１ 開始点 Ｐ２ 終了点 ＬＮ、ＬＮＡ、ＬＮＢ ランド Ｖ、ＶＡ、ＶＢ、Ｖ１ ビア Ｂ、Ｂ１ 半田ボール Ｗ ボンディングワイヤ Ｌ、Ｌ１、Ｌ２ 配線 ＣＭ ３次元導体モデル ＩＭ 絶縁体モデル ＭＭ マスタモデル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２次元の設計データに基づいて解析処理に
   必要な３次元の解析モデルを作成する解析モデル作成方
   法において、 前記２次元の設計データに、形状情報を付加して該設計
   データを３次元化するとともに、前記解析処理に必要な
   特性情報を付加し、前記２次元設計データに基づく第１
   の解析モデルを作成する工程と、 前記２次元の設計データには含まれていない、前記解析
   処理の対象となる要素について、予め形状及び前記解析
   処理に必要な特性情報が付加、登録されたライブラリに
   パラメータを入力して３次元モデルを作成することによ
   り、第２の解析モデルを作成する工程と、 前記第１及び第２の解析モデルを組み合わせるととも
   に、前記解析処理に必要な特性情報の適合化を行い、複
   数の解析処理に必要な特性情報を有する３次元の解析モ
   デルを作成する工程と、を具備することを特徴とする解
   析モデル作成方法。
2. 【請求項２】前記特性情報は、前記３次元の解析モデル
   を構成する要素相互の接続特性、及び、素材特性に関す
   る情報を有し、 前記解析処理は、相互に接続した前記要素の線路特性に
   関する解析処理と、前記要素の素材特性に関する解析処
   理とを有していることを特徴とする請求項１記載の解析
   モデル作成方法。
3. 【請求項３】前記２次元の設計データが、多層配線構造
   を有する回路装置の各層ごとの２次元回路データである
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の解析モデル作成
   方法。
4. 【請求項４】２次元の設計データに基づいて解析処理に
   必要な３次元の解析モデルを作成するためのプログラム
   であって、 前記２次元の設計データに、形状情報を付加して該設計
   データを３次元化するとともに、前記解析処理に必要な
   特性情報を付加し、前記２次元設計データに基づく第１
   の解析モデルを作成する処理と、 前記２次元の設計データには含まれていない、前記解析
   処理の対象となる要素について、予め形状及び前記解析
   処理に必要な特性情報が付加、登録されたライブラリに
   パラメータを入力して３次元モデルを作成することによ
   り、第２の解析モデルを作成する処理と、 前記第１及び第２の解析モデルを統合するとともに、前
   記解析処理に必要な特性情報の適合化を行い、複数の解
   析処理に必要な特性情報を有する３次元の解析モデルを
   作成する処理と、を実行するプログラムを格納した記憶
   媒体。