JP2002270992A

JP2002270992A - 配線装置

Info

Publication number: JP2002270992A
Application number: JP2001072057A
Authority: JP
Inventors: Toshiyasu Sakata; 寿康坂田; Hiroshi Miura; 弘三浦; Yoshiyuki Kato; 嘉之加藤; Takahiko Oda; 貴彦織田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-09-20

Abstract

(57)【要約】【課題】ビア間線長、線幅、ビア長等の指示情報を遵
守しながら配線を自動的に行うことができる配線装置を
提供すること。【解決手段】配線情報を格納する手段１にはネット情
報等の配線情報が格納され、指示情報を格納する手段２
にはビア間線長、線幅、ビア長等の配線上の指示情報を
格納されている。自動配線部３は、上記指示情報から層
毎のビア間を接続するラインの長さ、幅等を取得し、指
示情報で指示される長さと幅のラインを多層基板の各層
に配置したり、指示情報に応じた長さのビアを各層に配
置し、自動配線を行う。また、対話形指示部４を設け、
対話的に層毎のビア格子を複数定義するとともに、配線
対象と配線層及び使用するビア格子を指示し、自動配線
を行うようにすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板（Ｐ
ＣＢ）、マルチチップモジュール（ＭＣＭ）等の多層基
板において、端子間の自動配線を行う配線装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ビルドアップ基板等の多層基板における
配線は、従来人手で行っていた。すなわち、ビアの位置
と長さ、ラインの長さと幅が記している指示書に従い、
その指示を遵守するように人手で配線を行い、検査を行
っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の人手の作業で
は、精度、作業時間、信頼性に問題がある。精度面で
は、層毎に異なるビア格子を表現できない場合には、ビ
ア格子を定義できない層において、人手で正確にビア格
子交点にビアを作成するのは困難であり、ビア配置座標
の精度の確保が難しい。また作業時間については、ビア
の長さの確認、ラインの長さの確認をしながら、一つ一
つビア、ラインを配置するために多大な時間を要してい
た。さらに信頼性の面では、ビアやラインが多い場合、
人手で確認しながらの作業では確認漏れが発生し、信頼
性が低下するといった問題があった。以上のように、従
来においては人手で配線を行っていたため、上記のよう
な種々の問題があり、配線の自動化が望まれていた。本
発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の
目的は、指示情報により指示されるビア間線長、線幅、
ビア長等の指示を遵守しながら配線を自動的に行うこと
ができる配線装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の概要を説
明する図である。同図において、１はネット情報、基板
上の禁止区域、基板寸法等の配線情報を格納する手段、
２はビア間線長、線幅、ビア長等の配線上の指示情報を
格納する手段、３は自動配線部であり、自動配線部３は
上記配線情報と指示情報に基づき、多層基板上にビア、
ラインを配置し自動配線を行う。４は対話型指示部であ
り、対話型指示部４により、作業者は対話的に各層のビ
ア、使用層、配線対象等を指示することができる。図１
において、本発明は次のようにして前記課題を解決す
る。（１）自動配線部４は、指示情報から、ビア間を接続す
る層毎のラインの長さを取得し、該ラインの長に基づき
ラインを配置するとともに、上記ラインの長さと上記指
示情報に基づき、各ラインのライン幅を定めて自動配線
を行う。（２）自動配線部４は、指示情報からビア長を取得し、
該ビア長に合致したビアを配置する。（３）自動配線部４は、指示情報からビアの用途に応じ
たビア格子情報を取得し、該ビア格子情報に基づきビア
格子の交点にビアを配置する。（４）対話形指示部４により、対話的に層毎のビア格子
を複数定義するとともに、配線対象と配線層及び使用す
るビア格子を選択し、自動配線部４は、上記指示情報を
格納する手段２に格納された指示情報と、対話型指示部
４により指示された情報に基づき、上記ビア格子の交点
にビアを作成しつつ、３次元的にラインを配置する。本発明においては、上記のように予め設定された指示情
報に基づき、自動配線部３により配線を自動的に行って
いるので、従来、人手に頼っていた作業を自動化するこ
とができ、精度向上、作業時間短縮、信頼性向上を実現
することができる。また、指示情報によりビア、層毎の
ラインの最大長、最短長、ライン幅等を指示し、指示に
適合するようにビアやラインを配置しているので、要求
される電気的特性を満たす適切な自動配線処理を実現す
ることができる。さらに、対話形指示部を設けて、対話
的に配線対象と配線層及び使用するビア格子を選択でき
るようにすることにより、実装上の問題を考慮した配線
処理を行うことが可能となる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、以下の説明では、図３に示すよう
に、基板上に信号層、電源層、接地層等の複数の層を重
ね、各層上にラインを配置し、各層間にビアを設けたビ
ルドアップ基板を例として説明する。図２は本発明の実
施例の配線装置の構成を示す図であり、本実施例は、指
示情報と配線情報に基づき、自動配線部が自動的に配線
を行うシステムの構成を示している。同図において、１
１は配線情報格納部であり、配線情報格納部１１にはネ
ット情報、各層上でラインを配置できない禁止区域や各
層上の障害物に関する情報、基板の寸法等のデータが格
納されている。１２は指示情報格納部であり、同図に示
すデータ構造を有し、各層におけるビルドアップビア間
最大、最小線長、線幅、各層間に設けられるビルドアッ
プビア長、ビア格子の始点、ピッチ等の指示情報を格納
している。１３は処理部であり、処理部１３には配線情
報に基づき指示情報を遵守しながら自動配線を行う自動
配線部１４が設けられている。また、１５は表示部であ
る。

【０００６】図４は上記ビルドアップ基板におけるライ
ンとビアによる配線の概念を説明する図である。１層上
の始点（ＳＰ）と終点（ＴＰ）間を結線する場合、上記
自動配線部１４は、上記指示情報に基づき、例えば同図
に示すようにビアとラインを配置し、始点（ＳＰ）−終
点（ＴＰ）を結線する。すなわち、始点（ＳＰ）にビア
Ｖ１を配置し、２層上で該ビアからのラインをサーチ
し、ラインＬ１を配置する。さらに、１層上で終点（Ｔ
Ｐ）からのラインをサーチし、ラインＬ２を配置する。
そしてラインＬ１とラインＬ２の交点にビアＶ２を配置
しランイＬ１とラインＬ２を接続する。図５は上記ビル
ドアップ基板におけるビアの例を示す図である。基板上
の各層間に設けられるビアとしては、同図に示すように
複数の層間を接続するスタックビア（この例では１−３
層間に設けられている）、層間（例えば１−２層間）を
接続するための非スタックビア（例えばレーザビームに
より形成される）がある。なお、非スタックビアによ
り、３以上の層間を接続する場合には、同図に示すよう
に、各層のビアの位置を少しずつずらし、ビア間をライ
ンにより接続する。上記ビアの用途としては、信号配線
用ビア、電源配線用ビアの外、ガス抜き用ビア、面パタ
ーンと電源層を接続するビア、ＣＯＨ（チップオンホー
ル）等がある。

【０００７】図６は指示情報格納部１２に格納される指
示情報の構造を示す図である。指示情報には、同図
（ａ）に示すようにビア用途定義部、ビア属性定義部、
ビア格子定義部、層属性定義部、ライン幅属性定義部が
存在し、同図の矢印に示すように各定義部が下位の定義
部を参照している。ビア用途定義部ではビアの用途と、
使用するビア属性と、ビアに適用するビア格子を定義す
る。ビアの用途には前記したように信号配線用ビア、電
源配線用ビア、ガス抜き用孔、面パタンと電源層を接続
するビア、ＣＯＨなどがある。ビア属性定義部では、ビ
ア配置可能層と、最長と最短のビア長と、層属性を定義
する。層属性定義部では、ビア−ビア間を接続するライ
ンの最長と最短の長さと、そのラインの幅属性を各層毎
（各信号層、電源層、接地層毎）に定義する。ライン幅
属性定義部では、ライン幅と、そのライン幅が採用可能
となる時のライン制限長を、必要個数だけ定義する。

【０００８】図６（ｂ）に上記指示情報の１例を示す。
同図に示すようにビア用途としては、信号配線用、電源
配線用、…、ガス抜き用があり、例えば信号配線用から
参照されるビア属性定義では、ビアの配置可能層、ビア
の長さが定義される。この例では、例えば「ビア１」は
層１−２間に配置されるビアであり、その長さは１、
「ビア２」は層２−３間に形成されるビアであり、その
長さは１、のように定義されている。なお、前記図５に
示したスタックビアの場合、ビア長は例えば「２」と定
義され、非スタックビアの場合、ビア長は「１」と定義
される。また、例えばガス抜き用ビアでは、ビアの開始
点の座標ｘ１、ｙ１と、そのピッチｐｘ１，ｐｙ１等が
定義される。ビア１から参照される層属性定義では、ビ
ア−ビア間を接続する各層のラインの最長と最短の長さ
が定義される。この例では、ビア１に接続される「層
１」の最長ライン長はＡ１、最短ライン長はａ１、「層
２」の最長ライン長はＡ２、最短ライン長はａ２のよう
に定義されている。さらに、層１、層２の層属性定義か
ら参照されるライン幅属性定義では、ライン幅と、その
ライン幅が採用可能となる時のライン制限長が定義され
る。この例では、層１のライン幅はＤ１、制限長はＬ
１、層２のライン幅はＤ２、制限長はＬ２のように定義
されている。以上のような定義しておく事で、同一種の
ビアに、複数の用途を割り当てて異なる属性を持たせて
使用することが可能となり、以下に説明する自動配線が
実現可能となる。

【０００９】次に、前記自動配線部１４による配線処理
について説明する。図７、図８は本発明の第１の実施例
の配線処理（ビア配置とラインサーチ及びライン幅設
定）を説明するフローチャートであり、本実施例は指示
情報に基づきビアを配置し、ラインをサーチし、ライン
長に対応するライン幅を設定する処理を示す。ここで
は、前記図４に示した例について、図９に示すように基
板上にラインを配置できない禁止区域が設けられている
場合を例として説明する。図７はビアとラインの配置場
所を確保する処理を示すフローチャートであり、以下の
処理によりビアとラインの配置場所を確保する。 (i) 配線処理部１４は指示情報格納部１２から指示情報
を取得する。そして、着目している層のビア属性定義
と、配線情報格納部１１に格納された配線情報から、着
目している層にビアを配置できるかを調査する。例え
ば、図９の例では、層１の始点（ＳＰ）ビアを配置でき
るかを調査する。 (ii)ビアを配置できる場合には、１−２層間に例えばビ
アＶ１を配置する。また配置できない場合には、次のサ
ーチ層に移動する。

【００１０】(iii) 指示情報の層属性定義から、各層毎
のビア間を接続するライン長の最短値と最長値指示を取
得する。次に、目的地までの配線経路取得のためのサー
チを開始する。サーチ方法は、ソース位置周辺から順に
到達可能な領域を確保していき、ターゲット（終点）に
到達した時点で終了するという一般的方式を採用してい
る。つまり、１つ目のビアの配置場所を確保した後、そ
の場所を基点としてラインの配置場所を確保し、更に２
つ目のビアの配置場所を確保するという順である。１つ
目のビアの配置位置確保を確認した後、最長指示長以下
の範囲に限定してラインの配置可能位置を探索する。そ
の際のラインは折曲がり無しとする事で、最長指示長内
のライン長を保証する事ができる。また、サーチの結果
得られたライン長が最短指示長よりも長ければ、サーチ
成功とする。そして、終了条件を満たしていなければ
（ターゲットに達していなければ）、そのラインの先か
ら次のビアのサーチを開始する。ライン長が最短指示長
よりも短ければ、その位置でのラインサーチは失敗した
と判定する。以上の処理を行い、終了条件を満足すれ
ば、処理を終了する。例えば、図９の場合、ビアＶ１に
ついて、Ｘ、Ｙ方向にラインをサーチすると、最長指示
長以下で最短指示長以上のライン(1)(3)(4) が配置可能
である。また、終点ＴＰからＸ、Ｙ方向にラインをサー
チすると、最長指示長以下で最短指示長以上のライン
(1')(3')が配置可能である。そして、始点ＳＰからのラ
イン(1)と終点ＴＰからのライン (1') が交差する。そ
こで、交点Ｘにビアを配置できるかを調べ、配置可能で
あれば、ビアＶ２を配置するという手順でビアとライン
の配置場所を確保し、始点と終点を接続するビアとライ
ンを配置する。

【００１１】図８はライン長に対応するライン幅を設定
する処理を示すフローチャートである。図７のラインサ
ーチの実行時、あるいは、全サーチの終了後、以下の処
理を行って、ラインの長さに従ってライン幅を設定す
る。まず、指示情報のライン幅属性定義から、ライン長
とライン幅の対応情報を取得する。次に、実ライン長
と、ライン幅属性定義で指示される制限ライン長を比較
して、対応する指示ライン幅を得る。次に指示ライン幅
を適用した際の問題について調査する。指示ライン幅を
採用しても問題無い場合は指示線幅を適用して終了す
る。また、問題がある場合は指示ライン幅を設定せず、
例えばエラーメッセージを表示する。この場合の問題と
しては、例えば、近接パターンとの間隙不良などのＤｅ
ｓｉｇｎＲｕｌｅＣｈｅｃｋＥｒｒｏｒが考えら
れる。以上のように、本実施例においては、指示情報に
基づき、層毎（信号層、電源層、接地層）にラインの長
さ、ライン幅を変えて配線処理を行うことができるの
で、要求される電気的特性に応じた自動配線処理を行う
ことができる。

【００１２】図１０は本発明の第２の実施例の配線処理
（ビア配置）を説明するフローチャートであり、本実施
例は指示情報に基づきビアの配置可否を調査しビアを配
置する処理を示す。図１０において、まず、指示情報格
納部１２に格納された指示情報を取得する。ここでは、
指示情報のビア用途定義に応じたビア属性定義から、サ
ーチ開始層を含む層指示を持つビアの指示情報（ビアの
配置可能層と、最大通過層数と、最小通過層数）を取得
する。そして、指示情報のビアの通過層数（何層分のビ
アをおけるか）を調査し、配置するビアが指示の範囲内
であるかを調べる。指示の範囲内であれば、指示情報で
指示されるビア配置可能層とサーチ層を比較する。サー
チ層が指示情報の指示の範囲内であれば、配線情報から
ビアを配置できるかを調べる。ビアが配置可能であれ
ば、次の層に移動してラインをサーチする。また、これ
らの条件を満たさなければ処理を終了する。

【００１３】以上のようにビアが確保されたら、目的地
までの配線経路取得のためのサーチを開始する。サーチ
方法は、前記図７で説明したのと同じである。本実施例
では、ビア配置可能層の指示にサーチ層が含まれるビア
だけを使用してサーチすることとし、そのビアに指示さ
れている最大通過層数、最小通過層数に従うこととして
いる。また、前記図５に示した非スタックビアのように
長さ（通過層数）が１のビアについては、上下層ビア間
の重なり不可の指示に従うようにビア長を設定してい
る。こうすることで、例えばスタックビアがスタック層
だけでスタックする様にでき、また、非スタックビアが
スタックしない様にできる。更に貫通ビアが基板を貫通
する様にできる。

【００１４】図１１は本発明の第３の実施例の配線処理
（ビア格子の配置）を説明するフローチャートであり、
本実施例は指示情報に基づきビア格子等を作成する処理
を示す。なお、ビアのみを作成する場合の用途の例とし
ては基板製造時のガス抜きのための孔作成や、面パター
ンと電源層を接続するためのビア作成などがあり、この
処理は、通常、前記した自動配線処理とは別の工程で実
行され、例えばガス抜き孔は、空いている場所に設けた
り、一定の格子状に設けられる。図１１において、ま
ず、指示情報格納部１２に格納されたビアの用途に応じ
た指示情報を取得する。ここでは、ビアの用途指示と、
ビア毎に割付けられたビア格子指示を取得する。次に、
配線情報から着目した位置に指示情報により定められた
条件に合うビアが作成できるかを調査し、可能であれば
ビアを割付けられたビア格子の交点上に作成する。以
下、同様にしてビアが作成可能であるかを調査しながら
ビアを作成していく。

【００１５】前記図２に示したシステムは、指示情報に
基づき自動配線部が自動的に配線を行うものであるが、
作業者が対話的に指示をして自動配線を実行させるよう
にすることもできる。図１２に、各層のビア格子と使用
層と配線対象を対話的に指示し、指示内容に従った自動
配線を実行するシステムの構成を示す。図１２におい
て、１１は前記した配線情報格納部、１２は前記した指
示情報格納部、１３は処理部であり、処理部１３には入
力部１６と表示部１５を介して、ビア格子と使用層と配
線対象を対話的に指示し、指示内容に従った自動配線を
実行させる対話型指示部１７が設けられている。

【００１６】図１３は本実施例における処理を示すフロ
ーチャートである。図１３において、まず、指示情報格
納部１２から指示情報を取得する。次に、作業者は、対
話型指示部１７により、各層のビア格子を対話的に指示
する。次いで、使用層を対話的に指示し、さらに、配線
対象を対話的に指示する。ここで、配線対象は、領域の
場合と、配線開始要素の場合があり、配線開始要素とし
ては、特定の電源ネットのピンや、ビア端点や、ライン
端点などを想定している。対話的に上記指示がなされる
と、自動配線部１４は、上記指示に基づき、前記した各
フローチャートで説明したように自動配線処理を実行す
る。本実施例においては、上記のように、作業者が予
め、各層のビア格子と使用層と配線対象を指示したの
ち、自動配線処理を行っているので、例えば、優先的に
配線処理を行いたい部分から配線処理を実行することが
でき、実装上の問題を考慮した配線処理を行うことがで
きる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、予め設定された指示情報に基づき、配線を自動的に
行っているので、従来、人手に頼っていた作業を自動化
するができ、精度向上、作業時間短縮、信頼性向上を実
現することができる。特に、指示情報により層毎にビ
ア、ラインの最大長、最短長、ライン幅を指示し、指示
に適合するようにビアとラインを配置しているので、要
求される電気的特性を満たす適切な自動配線処理を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を説明する図である。

【図２】本発明の実施例の配線装置の構成を示す図であ
る。

【図３】ビルドアップ基板の例を示す図である。

【図４】ラインとビアによる配線の概念を説明する図で
ある。

【図５】ビアの例を示す図である。

【図６】指示情報格納部に格納される指示情報の構造を
示す図である。

【図７】本発明の第１の実施例の配線処理（ビア配置と
ラインサーチ）を説明するフローチャートである。

【図８】本発明の第１の実施例の配線処理（ライン幅設
定）を説明するフローチャートである。

【図９】図４の例における配線処理例を説明する図であ
る。

【図１０】本発明の第２の実施例の配線処理（ビア配
置）を説明するフローチャートである。

【図１１】本発明の第３の実施例の配線処理（ビア格子
の配置）を説明するフローチャートである。

【図１２】対話形指示部を設けた本発明の実施例の配線
装置の構成を示す図である。

【図１３】図１２に示す配線装置による配線処理を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１配線情報を格納する手段２指示情報を格納する手段３自動配線部４対話型指示部１１配線情報格納部１２指示情報格納部１３処理部１４自動配線部１５表示部１６入力部１７対話型指示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加藤嘉之神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者織田貴彦神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 5B046 AA08 BA06 5E346 AA35 AA43 BB06 BB11 FF01 GG12 HH31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多層基板の各層においてビア間を接続し
配線を行う配線装置であって、配線を行う上での指示情報を格納する手段と、配線情報を格納する手段と、ビアを配置し、ビアからのラインを探索してラインを配
置する自動配線部を備え、上記自動配線部は、上記指示情報から、ビア間を接続す
る層毎のラインの長さを取得し、該ラインの長に基づき
ラインを配置するとともに、上記ラインの長さと上記指示情報に基づき、各ラインの
ライン幅を定めることを特徴とする配線装置。
【請求項２】多層基板の各層においてビア間を接続し
配線を行う配線装置であって、配線を行う上での指示情報を格納する手段と、配線情報を格納する手段と、ビアを配置し、ビアからのラインを探索してラインを配
置する自動配線部を備え、上記自動配線部は、上記指示情報からビア長を取得し、
該ビア長に応じたビアを配置することを特徴とする配線
装置。
【請求項３】多層基板の各層においてビア間を接続し
配線を行う配線装置であって、配線を行う上での指示情報を格納する手段と、配線情報を格納する手段と、ビアを配置し、ビアからのラインを探索してラインを配
置する自動配線部を備え、上記自動配線部は、上記指示情報からビアの用途に応じ
たビア格子情報を取得し、該ビア格子情報に基づきビア
格子の交点にビアを配置することを特徴とする配線装
置。
【請求項４】多層基板の各層においてビア間を接続し
配線を行う配線装置であって、配線を行う上での指示情報を格納する手段と、配線情報を格納する手段と、対話的に配線情報を指定する対話形指示部と、ビアを配置し、ビアからのラインを探索してラインを配
置する自動配線部を備え、対話形指示部により、対話的に層毎のビア格子を複数定
義するとともに、配線対象と配線層及び使用するビア格
子を選択し、上記自動配線部は、上記指示情報と、対話形指示部によ
り指示された情報に基づき、上記ビア格子の交点にビア
を作成しつつ、３次元的にラインを配置することを特徴
とする配線装置。
【請求項５】多層基板の各層においてビア間を接続し
配線を行う自動配線プログラムであって、上記プログラムは、予め設定された配線を行う上での指
示情報から、ビア間を接続する層毎のラインの長さを取
得し、各層にビアを配置し、ビアからのラインを探索し
て上記ラインの長に基づきラインを配置する処理と、上記指示情報に基づき、配置したラインのライン幅を定
める処理をコンピュータに実行させることを特徴とする
プログラム。