JP7204946B2 - 基板設計支援装置、基板設計支援方法およびプログラム - Google Patents

Description

本開示は、基板設計支援装置、基板設計支援方法およびプログラムに関する。

プリント基板に用いるチップ形のセラミックコンデンサのダウンサイジングの要求に伴い、実装密度に関わらず、サイズが１．０ｍｍ×０．５ｍｍの１００５チップを０．６ｍｍ×０．３ｍｍ以下のサイズのチップへ置き換えることが求められている。セラミックコンデンサを含む電子部品は、プリント基板上のパッドに接続端子がはんだ付けされて配置される。プリント基板上の各電子部品は、パッドに接続する導電体のパターンで配線されて回路を構成する。以下、パッドに接続するパターンを形成することを「配線を引き出す」という。また、パッドに接続されたパターンがパッドから延びる方向を、配線を引き出す方向とする。０．６ｍｍ×０．３ｍｍ以下のサイズのセラミックコンデンサは１００５チップのセラミックコンデンサに比べて小さい分、セラミックコンデンサが接続されるパッドのサイズも小さくなる。そして、パッドに接続されるパターンの幅が、セラミックコンデンサが接続されるパッドのサイズに対して相対的に大きくなる。このため、例えば基板が撓んだり、熱膨張したりしたときにパターンがパッドを引っ張ったり押したりする力が増し、セラミックコンデンサにかかる応力が増す。その結果、セラミックコンデンサにクラックが生じるリスクが高まることが分かっている。

これに対し、非特許文献１には、セラミックコンデンサの長手方向ではなく短手方向に配線を引き出すことで、セラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑える技術が開示されている。以下、配線を引き出すことを「配線引き出し」という。そして、配線を引き出す方向がセラミックコンデンサの長手方向である配線引き出しを直線引き出し、配線を引き出す方向がセラミックコンデンサの短手方向である配線引き出しを横引き出しという。

"チップ積層セラミックコンデンサ小型化に伴う注意点～基板設計のお願い～Ｖｅｒ．３"、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成３０年９月２８日、株式会社村田製作所、［令和１年１０月１７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ： https://www.murata.com/~/media/webrenewal/products/capacitor/mlcc/faq/mnt/small-mlcc-caution-ver3.ashx?la=ja-jp＞

非特許文献１に記載の技術では、セラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑えるために、セラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しを横引き出しにする必要がある。このため、セラミックコンデンサを含む電子部品を配置する自由度が損なわれるという問題がある。また、クラックが生じるリスクを抑えるという課題は、プリント基板上の全ての電子部品についての課題である。

本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、プリント基板の設計において、設計者がプリント基板にセラミックコンデンサを含む電子部品を配置する自由度を確保しつつ、セラミックコンデンサを含む電子部品にクラックが生じるリスクを抑える配置を実現した設計を確実に行うことを支援することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の基板設計支援装置は、第１判定部と、第２判定部と、通知部とを備える。第１判定部は、プリント基板の設計データに基づいて、プリント基板の基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置された電子部品の長手方向とが垂直であるか否かを判定する。第２判定部は、プリント基板の設計データに基づいて、プリント基板に配置された電子部品が接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しであるか否かを判定する。通知部は、第１判定部が基板繊維のタテ方向に対して長手方向が垂直でないと判定し、かつ、第２判定部がパッドからの配線引き出しが横引き出しでないと判定した電子部品を示すエラー情報を通知する。

本開示の基板設計支援装置は、電子部品にクラックが生じるリスクを抑える構成として、プリント基板に配置された電子部品が接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しである構成と、基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置された電子部品の長手方向とが垂直である構成との少なくともいずれかを備えるプリント基板の設計を支援する。本開示によれば、プリント基板の設計において、電子部品にクラックが生じるリスクを抑えるこれらの構成をどちらも備えない設計データを設計者が生成した場合に通知することで、設計者がこれらの構成を備えないことに気付かずに設計データを生成してしまうことを抑止することができる。これにより、設計者がセラミックコンデンサを含む電子部品を配置する自由度を確保しつつ、セラミックコンデンサを含む電子部品にクラックが生じるリスクを抑える配置を実現した設計を確実に行うことを支援できる。

実施の形態に係る基板設計支援装置の機能構成例を示す図 実施の形態に係る直線引き出しを示す平面図 実施の形態に係る横引き出しを示す平面図 実施の形態に係る拡張パッドの配置位置を示す平面図 実施の形態に係るセラミックコンデンサの配線引き出しが横引き出しでない例を示す平面図 実施の形態に係るセラミックコンデンサの配線引き出しが横引き出しでないとみなす一例を示す平面図 実施の形態に係るセラミックコンデンサの配線引き出しが横引き出しでないとみなす他の例を示す平面図 実施の形態に係るセラミックコンデンサの配線引き出しが横引き出しである例を示す平面図 実施の形態に係る基板繊維のタテ方向に対するセラミックコンデンサの長手方向が垂直でなく、平行である例を示す平面図 実施の形態に係る基板繊維のタテ方向に対するセラミックコンデンサの長手方向が垂直でなく、かつ、平行でない一例を示す平面図 実施の形態に係る基板繊維のタテ方向に対するセラミックコンデンサの長手方向が垂直でなく、かつ、平行でない他の例を示す平面図 実施の形態に係る基板繊維のタテ方向に対するセラミックコンデンサの長手方向が垂直である例を示す平面図 設計者にエラー情報を通知するか否かの場合分けを示す図 実施の形態に係る通知処理を示すフローチャート 実施の形態に係る基板設計支援装置のハードウェア構成の一例を示す図

以下、図面を参照して、本実施の形態に係る基板設計支援装置について詳細に説明する。なお、図中、同一または相当する部分には、同じ符号を付す。また、本実施の形態では、プリント基板に配置されたセラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しについて、セラミックコンデンサの長手方向への配線引き出しを直線引き出し、セラミックコンデンサの短手方向への配線引き出しを横引き出しという。また、プリント基板本体の基材として、ガラスクロス、炭素繊維などの繊維状補強材に熱硬化性樹脂を均等に浸透させて半硬化状態にしたプリプレグを用いるものがある。本実施の形態では、プリプレグの製造時に、繊維状補強材に熱硬化性樹脂を浸透させる工程でプリプレグを引っ張る方向を、基板繊維のタテ方向と定義する。

基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが垂直であると、基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが平行である場合に比べて、セラミックコンデンサにかかる応力が小さくなり、セラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑えることができる。基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサの長手方向が垂直であるとき、セラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑制できるメカニズムは、「特願２０１９－１５３５２１」に記載されている。また、プリント基板に配置されたセラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しを横引き出しにすることで、配線引き出しが直線引き出しの場合に比べて、セラミックコンデンサにかかる応力が小さくなり、セラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑えることが知られている。本実施の形態では、プリント基板が、基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが垂直である構成と、プリント基板に配置されたセラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しである構成と、の少なくともいずれかを有することを設計ルールとする。本実施の形態に係る基板設計支援装置は、設計者が作成したプリント基板の設計データをチェックし、セラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑える上記の構成のどちらも備えない場合、つまり設計ルールに違反する場合に、設計者に通知する。

図１を用いて、実施の形態に係る基板設計支援装置１の機能構成について説明する。基板設計支援装置１は、プリント基板の設計データを取得する設計データ取得部１１と、設計データが示すプリント基板における基板繊維のタテ方向を示す繊維方向情報を取得する繊維方向取得部１２と、基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが垂直であるか否かを判定する第１判定部１３と、プリント基板に配置されたセラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しであるか否かを判定する第２判定部１４と、設計ルールに違反したセラミックコンデンサを示すエラー情報を出力する通知部１５とを備える。

設計データ取得部１１は、プリント基板の設計データの入力を受け付ける。あるいは、設計データ取得部１１は、外部の装置、システムからプリント基板の設計データを取得してもよい。基板設計支援装置１が、プリント基板の設計データを作成するアプリケーションを備える場合には、設計データ取得部１１は、基板設計支援装置１に記憶されたプリント基板の設計データを取得してもよい。

繊維方向取得部１２は、プリント基板の設計データにおける基板繊維のタテ方向を示す繊維方向情報の入力を受け付ける。あるいは、繊維方向取得部１２は、外部の装置、システムから繊維方向情報を取得してもよい。例えば、プリント基板の設計データのプロパティに繊維方向情報が含まれている場合のように、プリント基板の設計データにあらかじめ繊維方向情報が対応付けられている場合には、繊維方向取得部１２は、設計データ取得部１１が取得したプリント基板の設計データから繊維方向情報を取得してもよい。これにより、手入力で基板繊維のタテ方向を間違うことを防ぐことができる。

第１判定部１３は、設計データ取得部１１が取得したプリント基板の設計データから、プリント基板に配置された決められたサイズのセラミックコンデンサを抽出する。決められたサイズは、例えば、０．６ｍｍ×０．３ｍｍ以下のサイズである。第１判定部１３は、抽出したセラミックコンデンサの長手方向を判別する。第１判定部１３は、プリント基板の設計データから抽出した全てのセラミックコンデンサについて、繊維方向取得部１２が取得した繊維方向情報が示すプリント基板の設計データにおける基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサの長手方向とが垂直であるか否かを判定する。第１判定部１３は、基板繊維のタテ方向と長手方向とが垂直でないセラミックコンデンサを特定した設計データを第２判定部１４に送る。基板繊維のタテ方向と長手方向とが垂直でないセラミックコンデンサの特定方法は、例えば、該当するセラミックコンデンサを識別する情報を設計データに付与してもよいし、他のセラミックコンデンサと色を変えて該当するセラミックコンデンサを識別可能にしてもよい。

ここで、第１判定部１３が基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが垂直であるか否かを判定する方法について、図９Ａ～図９Ｃおよび図１０を用いて詳しく説明する。第１判定部１３は、図９Ａに示すように、基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサ２１の長手方向とが交わらない場合、基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサ２１の長手方向とが垂直でないと判定する。また、図９Ｂおよび図９Ｃに示すように、基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサ２１の長手方向とが斜めに交わる場合も、第１判定部１３は、基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサ２１の長手方向とが垂直でないと判定する。

一方、基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサ２１の長手方向とが図１０に示すように９０度で交わる場合、第１判定部１３は、基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサ２１の長手方向とが垂直であると判定する。図１０に示すように基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサ２１の長手方向とが垂直である場合、図９Ａ～図９Ｃに示す基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサ２１の長手方向とが垂直でない場合に比べて、セラミックコンデンサ２１にクラックが生じるリスクを抑えることができる。第１判定部１３は、基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサ２１の長手方向とが交わる角度が９０度を含む決められた範囲内である場合に垂直であると判定し、決められた範囲外である場合に垂直でないと判定してもよい。

なお、第１判定部１３は、基板繊維のタテ方向に対して長手方向が垂直でないと判定したセラミックコンデンサ２１について、基板繊維のタテ方向に対して長手方向が平行であるか否かを判定してもよい。この場合、図９Ａに示すように、基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサ２１の長手方向とが交わらない場合、基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサ２１の長手方向とが平行であると判定する。第１判定部１３は、図９Ｂおよび図９Ｃに示すように基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサ２１の長手方向とが斜めに交わる場合、基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサ２１の長手方向とが平行でないと判定する。第１判定部１３は、基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサ２１の長手方向とが垂直でなく、かつ、平行でないと判定したセラミックコンデンサ２１を示す要確認情報を通知部１５に送る。

図１に戻り、基板設計支援装置１の第２判定部１４は、第１判定部１３から受け取った設計データの基板繊維のタテ方向に対して長手方向が垂直でない全てのセラミックコンデンサについて、パッドからの配線引き出しが横引き出しであるか否かを判定する。第２判定部１４は、基板繊維のタテ方向に対して長手方向が垂直でなく、かつ、パッドからの配線引き出しが横引き出しでない、設計ルールに違反したセラミックコンデンサを示すエラー情報を通知部１５に送る。

ここで、図２および図３を用いてセラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しについて詳しく説明する。図中、灰色の四角で表されているセラミックコンデンサ２１は、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂにはんだ付けされてプリント基板上に配置されている。図中のパッド２２Ａおよびパッド２２Ｂの白色の部分は、セラミックコンデンサ２１と重複していない部分である。図中、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂのセラミックコンデンサ２１と重複して見えない外周を破線で表している。パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂからそれぞれ、配線３が引き出される。配線３は、プリント基板上に形成されるパターンである。図２の例では、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂからセラミックコンデンサ２１の長手方向へ配線３が延びている。つまり、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂからそれぞれ配線３がセラミックコンデンサ２１の長手方向へ引き出されている。図２に示す配線引き出しを、直線引き出しという。図３の例では、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂからセラミックコンデンサ２１の短手方向へ配線３が延びた後に長手方向に延びている。つまり、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂからそれぞれ配線３がセラミックコンデンサ２１の短手方向へ引き出されている。図３に示す配線引き出しを、横引き出しという。プリント基板上に配置されたセラミックコンデンサ２１が接続されるパッド２２Ａおよびパッド２２Ｂからの配線３の引き出しが横引き出しである場合、直線引き出しである場合に比べて、セラミックコンデンサ２１にクラックが生じるリスクを抑えることができる。

続いて、第２判定部１４が、セラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しであるか否かを判定する方法について、図４～図８を用いて詳しく説明する。第２判定部１４は、第１判定部１３から受け取った設計データの基板繊維のタテ方向と長手方向とが垂直でないと判定されたセラミックコンデンサ２１が接続されるパッド２２Ａおよびパッド２２Ｂに対して、拡張パッド４１を一時的に配置する。図４に示すように、拡張パッド４１は、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂの外周のうち、セラミックコンデンサ２１の中心から見たセラミックコンデンサ２１の長手方向の最外辺と、その最外辺から連続する左右の側辺の長さｄの位置までの範囲の外側に配置される。長さｄは、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂの側辺の長さから配線３のパターン幅を差し引いた長さより短い。

第２判定部１４は、セラミックコンデンサ２１が接続されるパッド２２Ａおよびパッド２２Ｂから引き出す配線３と拡張パッド４１との重なり４２の有無を検出する。第２判定部１４は、図５、図６および図７に示すように、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂに配置された拡張パッド４１と重複する位置で配線３が引き出されている場合、配線３と拡張パッド４１との重なり４２があると判定する。第２判定部１４は、図８に示すように、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂに配置された拡張パッド４１と重複しない位置で配線３が引き出されている場合、配線３と拡張パッド４１との重なり４２がないと判定する。

図５に示すように、セラミックコンデンサ２１が接続されるパッド２２Ａおよびパッド２２Ｂからの配線３の引き出しが直線引き出しである場合、配線３を引き出す位置は、配線３と拡張パッド４１との重なり４２の位置にある。以下、配線３を引き出す位置を引き出し位置という。図６および図７に示す配線引き出しは横引き出しだが、引き出し位置が図８に示す配線引き出しに比べ、直線引き出しの場合の引き出し位置に近い。このため、図６および図７に示す配線引き出しの場合、図８に示す配線引き出しに比べ、セラミックコンデンサ２１にクラックが生じるリスクが高まる。また、配線３の引出し方向が斜めである場合についても、引き出し位置が直線引き出しの位置に近いほど、セラミックコンデンサ２１にクラックが生じるリスクが高まる。そこで、本実施の形態では、図８に示す引き出し位置（左右反転した場合を含む）以外の位置から配線３が引き出される配線引き出しについては、横引き出しでないとみなす。長さｄを変更することで、横引き出しでないとみなす引き出し位置を変更することができる。長さｄは、セラミックコンデンサ２１のチップサイズ、セラミックコンデンサ２１が耐えうる応力などによって決まる。

第２判定部１４は、セラミックコンデンサ２１が接続されるパッド２２Ａおよびパッド２２Ｂから引き出す配線３と拡張パッド４１との重なり４２がある場合、セラミックコンデンサ２１が接続されるパッド２２Ａおよびパッド２２Ｂからの配線３の引き出しが横引き出しでないと判定する。第２判定部１４は、基板繊維のタテ方向に対して長手方向が垂直でなく、かつ、パッドからの配線引き出しが横引き出しでない、設計ルールに違反したセラミックコンデンサを示すエラー情報を通知部１５に送る。

図１に戻り、基板設計支援装置１の通知部１５は、第２判定部１４から受け取ったエラー情報を出力して設計者に通知する。第１判定部１３が、基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサ２１の長手方向とが垂直であるか否かに加えて、平行であるか否かを判定する場合、通知部１５は、さらに第１判定部１３から受け取った要確認情報を出力して設計者に通知する。エラー情報および要確認情報の出力方法は、例えば、エラー情報を、画面表示、音声出力などで出力してもよいし、設計者が使用する端末に送信してもよい。

ここで、設計ルール違反になるか否かの場合分けについて、図１１を用いて説明する。図１１に示すマトリックスにおいて、「×」の場合は、設計ルール違反になり、「○」の場合は、設計ルール違反にならない。図１１に示すように、配線引き出しが横引き出しでなく、かつ、基板繊維のタテ方向に対するセラミックコンデンサの長手方向が垂直でない場合、「×」である。それ以外の組み合わせは「○」である。つまり、配線引き出しが横引き出しである構成と、基板繊維のタテ方向に対するセラミックコンデンサの長手方向が垂直である構成との少なくともどちらかを備えれば、「○」である。

なお、図１１のマトリックスでは、配線引き出しが横引き出しでない場合として、代表して直線引き出しの例を表示しているが、図６および図７に示すように、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂに配置された拡張パッド４１と重複する位置で配線３が引き出されている場合も、横引き出しでない場合に含まれる。また、基板繊維のタテ方向に対するセラミックコンデンサの長手方向が垂直でない場合として、代表して基板繊維のタテ方向に対するセラミックコンデンサの長手方向が平行である例を表示しているが、図９Ｂおよび図９Ｃに示したような基板繊維のタテ方向に対するセラミックコンデンサの長手方向が斜めである場合も長手方向が垂直でない場合に含まれる。

続いて、基板設計支援装置１が実行する通知処理のフローについて、図１２を用いて説明する。図１２に示す通知処理は、基板設計支援装置１の設計データ取得部１１が設計データを取得すると開始する。第１判定部１３は、設計データ取得部１１が取得したプリント基板の設計データから、プリント基板に配置された決められたサイズのセラミックコンデンサを抽出する（ステップＳ１１）。決められたサイズは、例えば、０．６ｍｍ×０．３ｍｍ以下のサイズである。第１判定部１３は、抽出したセラミックコンデンサの長手方向を判別する（ステップＳ１２）。

第１判定部１３は、繊維方向取得部１２が取得した繊維方向情報が示すプリント基板の設計データにおける基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサの長手方向とが垂直であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３は、第１判定ステップの例である。基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサの長手方向とが垂直である場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、処理はステップＳ１９に移行する。基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサの長手方向とが垂直でない場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、第１判定部１３は、基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサの長手方向とが平行であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサの長手方向とが平行である場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、第１判定部１３は、基板繊維のタテ方向に対して長手方向が平行であるセラミックコンデンサを特定した設計データを第２判定部１４に送る。

第２判定部１４は、第１判定部１３から受け取った設計データの基板繊維のタテ方向に対して長手方向が平行であるセラミックコンデンサが接続されるパッドに拡張パッドを一時的に配置する（ステップＳ１５）。図４に示すように、拡張パッド４１は、基板繊維のタテ方向と長手方向が平行であるセラミックコンデンサ２１が接続されるパッド２２Ａおよびパッド２２Ｂの外周のうち、セラミックコンデンサ２１の中心から見たセラミックコンデンサ２１の長手方向の最外辺と、その最外辺から連続する左右の側辺の長さｄの位置までの範囲の外側に配置される。長さｄは、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂの側辺の長さから配線３のパターン幅を差し引いた長さより短い。

図１２に戻り、第２判定部１４は、セラミックコンデンサが接続されるパッドから引き出された配線と拡張パッドとの重なりがあるか否かを判定する（ステップＳ１６）。図５、図６および図７に示すように、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂに配置された拡張パッド４１と重複する位置で配線３が引き出されている場合、第２判定部１４は、配線３と拡張パッド４１との重なり４２があると判定する。図８に示すように、パッド２２Ａおよびパッド２２Ｂに配置された拡張パッド４１と重複しない位置で配線３が引き出されている場合、第２判定部１４は、配線３と拡張パッド４１との重なり４２がないと判定する。

図１２に戻り、セラミックコンデンサが接続されるパッドから引き出す配線と拡張パッドとの重なりがない場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、第２判定部１４は、セラミックコンデンサ２１が接続されるパッド２２Ａおよびパッド２２Ｂからの配線３の引き出しが横引き出しであると判定し、処理はステップＳ１９に移行する。セラミックコンデンサが接続されるパッドから引き出す配線と拡張パッドとの重なりがある場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、第２判定部１４は、セラミックコンデンサ２１が接続されるパッド２２Ａおよびパッド２２Ｂからの配線３の引き出しが横引き出しでないと判定し、基板繊維のタテ方向に対して長手方向が平行であり、かつ、パッドからの配線引き出しが横引き出しでない、設計ルールに違反したセラミックコンデンサを示すエラー情報を通知部１５に送る。ステップＳ１６は、第２判定ステップの例である。通知部１５は、第２判定部１４から受け取ったエラー情報を出力する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７は、通知ステップの例である。

一方、基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサの長手方向とが平行でない場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、第１判定部１３は、基板繊維のタテ方向とセラミックコンデンサの長手方向とが垂直でなく、かつ、平行でないと判定したセラミックコンデンサを示す要確認情報を通知部１５に送る。通知部１５は、第１判定部１３から受け取った要確認情報を出力する（ステップＳ１８）。

ステップＳ１１で抽出したセラミックコンデンサのうち、ステップＳ１２～ステップＳ１８の処理を実行していない次のセラミックコンデンサがある場合（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２～ステップＳ１８を繰り返す。ステップＳ１１で抽出した全てのセラミックコンデンサについて、ステップＳ１２～ステップＳ１８の処理を実行し、次のセラミックコンデンサがない場合（ステップＳ１９；ＮＯ）、処理を終了する。

基板設計支援装置１の設計データ取得部１１が設計データを取得する度に通知処理を実行する。なお、図１２に示した通知処理は、第１判定部１３が、基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサ２１の長手方向とが垂直であるか否かに加えて、平行であるか否かを判定する場合のフローチャートである。第１判定部１３が、基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサ２１の長手方向とが垂直であるか否かだけを判定し、平行であるか否かを判定しない場合の通知処理は、ステップＳ１４およびステップＳ１８を省略したフローチャートになる。

以上説明したとおり、実施の形態に係る基板設計支援装置１は、セラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑える構成として、プリント基板に配置されたセラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しである構成と、基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが垂直である構成との少なくともいずれかを備えるプリント基板の設計を支援する。実施の形態に係る基板設計支援装置１によれば、プリント基板の設計において、セラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑えるこれらの構成をどちらも備えない設計データを設計者が生成した場合に通知することで、設計者がこれらの構成を備えないことに気付かずに設計データを生成してしまうことを抑止することができる。これにより、設計者がセラミックコンデンサを含む電子部品を配置する自由度を確保しつつ、セラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑える配置を実現した設計を確実に行うことを支援できる。

基板設計支援装置１のハードウェア構成について図１３を用いて説明する。図１３に示すように、基板設計支援装置１は、一時記憶部１０１、記憶部１０２、計算部１０３、入力部１０４、送受信部１０５および表示部１０６を備える。一時記憶部１０１、記憶部１０２、入力部１０４、送受信部１０５および表示部１０６はいずれもＢＵＳを介して計算部１０３に接続されている。

計算部１０３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。計算部１０３は、記憶部１０２に記憶されている制御プログラムに従って、基板設計支援装置１の第１判定部１３および第２判定部１４の各処理を実行する。

一時記憶部１０１は、例えばＲＡＭ（Random-Access Memory）である。一時記憶部１０１は、記憶部１０２に記憶されている制御プログラムをロードし、計算部１０３の作業領域として用いられる。

記憶部１０２は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ－ＲＡＭ（Digital Versatile Disc - Random Access Memory）、ＤＶＤ－ＲＷ（Digital Versatile Disc - ReWritable）などの不揮発性メモリである。記憶部１０２は、基板設計支援装置１の処理を計算部１０３に行わせるためのプログラムを予め記憶し、また、計算部１０３の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを計算部１０３に供給し、計算部１０３から供給されたデータを記憶する。

入力部１０４は、キーボード、ポインティングデバイスなどの入力装置と、キーボード、ポインティングデバイスなどの入力装置をＢＵＳに接続するインタフェース装置である。例えば、基板設計支援装置１に設計データおよび繊維方向情報を直接入力する構成の場合、入力部１０４を介して、入力された設計データおよび繊維方向情報が計算部１０３に供給される。この構成では、入力部１０４は、設計データ取得部１１および繊維方向取得部１２として機能する。

送受信部１０５は、ネットワークに接続する網終端装置または無線通信装置、およびそれらと接続するシリアルインタフェースまたはＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースである。エラー情報および要確認情報を、設計者が使用する端末に送信する構成では、送受信部１０５は、通知部１５として機能する。また、基板設計支援装置１に設計データおよび繊維方向情報を外部の装置、システムから取得する構成では、送受信部１０５は、設計データ取得部１１および繊維方向取得部１２として機能する。

表示部１０６は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置である。例えば、基板設計支援装置１に設計データおよび繊維方向情報を直接入力する構成の場合、表示部１０６は、操作画面を表示する。また、エラー情報および要確認情報を、画面表示、音声出力などで出力する構成では、表示部１０６は、通知部１５として機能する。

図１に示す基板設計支援装置１の設計データ取得部１１、繊維方向取得部１２、第１判定部１３、第２判定部１４および通知部１５の処理は、制御プログラムが、一時記憶部１０１、計算部１０３、記憶部１０２、入力部１０４、送受信部１０５および表示部１０６などを資源として用いて処理することによって実行する。

その他、前記のハードウェア構成およびフローチャートは一例であり、任意に変更および修正が可能である。

計算部１０３、一時記憶部１０１、記憶部１０２、入力部１０４、送受信部１０５、表示部１０６などの基板設計支援装置１の処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc - Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc - Read Only Memory）などのコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する基板設計支援装置１を構成してもよい。また、インターネットなどの通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロードなどすることで基板設計支援装置１を構成してもよい。

また、基板設計支援装置１の機能を、ＯＳ（Operating System）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体、記憶装置に格納してもよい。

また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して提供することも可能である。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS, Bulletin Board System）に前記コンピュータプログラムを掲示し、通信ネットワークを介して前記コンピュータプログラムを提供してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できる構成してもよい。

上述した実施の形態では、基板設計支援装置１の繊維方向取得部１２が繊維方向情報を取得するが、これに限らない。例えば、基板繊維のタテ方向が水平であるものとしてプリント基板の設計データを扱う基板設計支援装置１と、基板繊維のタテ方向が垂直であるものとしてプリント基板の設計データを扱う基板設計支援装置１とを用意して、設計者が選択してもよい。基板設計支援装置１の機能がアプリケーションで実現される場合には、設計者がいずれかのアプリケーションを選択する。この場合、基板設計支援装置１は、繊維方向取得部１２を備えなくてもよい。例えば、プリント基板の設計データにおける基板繊維のタテ方向が水平であるか垂直であるかがあらかじめ決まっている場合は、設計者が最初に基板設計支援装置１またはアプリケーションを選択すれば、設計者が繊維方向情報を入力したり、基板設計支援装置１が外部の装置、システムから繊維方向情報を取得したりする必要がない。

上記の実施の形態では、基板設計支援装置１の設計データ取得部１１は、作成されたプリント基板の設計データを取得するが、これに限らない。設計データ取得部１１は、作成中のプリント基板の設計データを取得してもよい。この場合、第１判定部１３は、作成中のプリント基板の設計データにおいて、プリント基板にセラミックコンデンサが配置される度に、基板繊維のタテ方向と配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが垂直であるか否かを判定する。第２判定部１４は、第１判定部１３が基板繊維のタテ方向と配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが垂直でないと判定すると、作成中のプリント基板の設計データにおいて、当該セラミックコンデンサが接続されるパッドから配線が引き出されたときに、配線引き出しが横引き出しであるか否かを判定する。第２判定部１４は、当該セラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しでないと判定した場合、当該セラミックコンデンサが設計ルールに違反していることを示すエラー情報を通知部１５に送る。通知部１５は、第２判定部１４から受け取ったエラー情報を即時に出力する。これにより、設計者は、セラミックコンデンサが接続されるパッドから配線が引き出されたときに、設計ルールに違反したことをすぐに知ることができるので、設計の手戻り、作成後のプリント基板の設計データの設計ルールの違反箇所を探す手間を抑制できる。

基板設計支援装置１の機能を実現するアプリケーションと、プリント基板の設計データを作成するアプリケーションとを同じコンピュータが備える場合、プリント基板の設計データの作成中に、設計ルール違反をチェックすると、コンピュータの処理能力によってはアプリケーションの動作が遅くなる場合がある。そこで、設計データ取得部１１は、設計者がプリント基板の設計データを作成するアプリケーションでプリント基板の設計データの作成を終了したタイミングで自動的にプリント基板の設計データを取得してもよいし、設計者が指示したタイミングで設計者が指定したプリント基板の設計データを取得してもよい。これにより、アプリケーションの動作が遅くなることを防ぐことができる。また、前者の場合は、プリント基板の設計データのチェック漏れを防ぐことができる。後者の場合は、設計者がチェックしたいプリント基板の設計データをまとめてチェックすることができる。

上記の実施の形態では、基板設計支援装置１の繊維方向取得部１２は、プリント基板の設計データにおける基板繊維のタテ方向を示す繊維方向情報の入力を受け付ける。例えば、基板設計支援装置１がプリント基板の設計データを作成するアプリケーションを備える場合には、繊維方向取得部１２は、設計者がプリント基板の設計データの作成を終了したタイミングで、当該プリント基板の設計データにおける基板繊維のタテ方向の入力を要求する入力画面を表示してもよい。繊維方向取得部１２は、入力画面に入力された繊維方向情報を取得する。この場合、設計者がプリント基板の設計データを作成した直後に基板繊維のタテ方向を入力するので、繊維方向取得部１２が間違った繊維方向情報を取得することを抑制できる。

上述した実施の形態では、第１判定部１３が基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが垂直であるか否かを判定した後に、第２判定部１４が基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが垂直でないセラミックコンデンサについて、プリント基板に配置されたセラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しであるか否かを判定し、エラー情報を通知部１５に送るが、これに限らない。逆に、第２判定部１４がプリント基板に配置されたセラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しであるか否かを判定した後に、パッドからの配線引き出しが横引き出しでないセラミックコンデンサについて、第１判定部１３が基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが垂直であるか否かを判定し、エラー情報を通知部１５に送ってもよい。あるいは、第１判定部１３と第２判定部１４とがプリント基板の設計データに対して別々に判定を行い、判定結果を通知部１５に送ってもよい。この場合、通知部１５は、第１判定部１３および第２判定部１４の判定結果が共に否であったセラミックコンデンサを示すエラー情報を出力する。

上述した実施の形態では、基板設計支援装置１の通知部１５は、基板繊維のタテ方向に対して長手方向が垂直でなく、かつ、パッドからの配線引き出しが横引き出しでない、設計ルールに違反したセラミックコンデンサを示すエラー情報を設計者に通知するが、これに限らない。通知部１５は、設計ルールに違反したセラミックコンデンサの修正箇所の優先順位を示す優先順位情報を、エラー情報と共に設計者に通知してもよい。この場合、例えば、修正箇所の優先順位は、プリント基板上のセラミックコンデンサの周囲の部品および配線の実装密度が高い順番、つまり、修正の自由度が低い順とする。これにより、設計者は、修正の自由度が低い順にセラミックコンデンサを修正することができ、プリント基板全体のセラミックコンデンサの修正が容易になる。

上述した実施の形態では、基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが垂直である構成と、プリント基板に配置されたセラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しを横引き出しにする構成と、をセラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑える構成として挙げた。セラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑えるその他の構成が発見された場合であっても、基板設計支援装置１は、プリント基板の設計データを作成する際に、基板繊維のタテ方向とプリント基板に配置されたセラミックコンデンサの長手方向とが垂直である構成と、プリント基板に配置されたセラミックコンデンサが接続されるパッドからの配線引き出しを横引き出しにする構成と、のどちらも備えない場合に設計者に通知する。これにより、設計者は、セラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑える構成を少なくとも１つ有するプリント基板の設計データを生成することができる。

上述した実施の形態では、プリント基板に配置されたセラミックコンデンサにクラックが生じるリスクを抑える構成を備えるプリント基板の設計を支援する方法について説明したが、これに限らない。上述したクラックが生じるリスクを抑える構成を備えるプリント基板の設計を支援する方法は、セラミックコンデンサだけでなく、長手方向と短手方向があるプリント基板上の全ての電子部品に適用できる。

なお、本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。即ち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。

本出願は、２０１９年１２月５日に出願された、日本国特許出願特願２０１９－２２０１９７号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０１９－２２０１９７号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。

１ 基板設計支援装置、３ 配線、１１ 設計データ取得部、１２ 繊維方向取得部、１３ 第１判定部、１４ 第２判定部、１５ 通知部、２１ セラミックコンデンサ、２２ パッド、４１ 拡張パッド、４２ 重なり、１０１ 一時記憶部、１０２ 記憶部、１０３ 計算部、１０４ 入力部、１０５ 送受信部、１０６ 表示部。

Claims (12)

1. プリント基板の設計データに基づいて、前記プリント基板の基板繊維のタテ方向と前記プリント基板に配置された電子部品の長手方向とが垂直であるか否かを判定する第１判定部と、
   前記プリント基板の設計データに基づいて、前記プリント基板に配置された電子部品が接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しであるか否かを判定する第２判定部と、
   前記第１判定部が基板繊維のタテ方向に対して長手方向が垂直でないと判定し、かつ、前記第２判定部がパッドからの配線引き出しが横引き出しでないと判定した電子部品を示すエラー情報を通知する通知部と、
   を備える基板設計支援装置。
2. 前記プリント基板の設計データを取得する設計データ取得部をさらに備える、
   請求項１に記載の基板設計支援装置。
3. 前記プリント基板の設計データにおける基板繊維のタテ方向を示す繊維方向情報の入力を受け付ける繊維方向取得部をさらに備え、
   前記第２判定部は、前記プリント基板の設計データに基づいて、前記繊維方向情報が示す基板繊維のタテ方向と前記プリント基板に配置された電子部品の長手方向とが垂直であるか否かを判定する、
   請求項２に記載の基板設計支援装置。
4. 前記プリント基板の設計データにあらかじめ対応付けられた、基板繊維のタテ方向を示す繊維方向情報を取得する繊維方向取得部をさらに備え、
   前記第２判定部は、前記プリント基板の設計データに基づいて、前記繊維方向情報が示す基板繊維のタテ方向と前記プリント基板に配置された電子部品の長手方向とが垂直であるか否かを判定する、
   請求項２に記載の基板設計支援装置。
5. 前記設計データ取得部は、前記プリント基板の設計データを作成するアプリケーションで前記プリント基板の設計データの作成を終了したタイミングで自動的に前記プリント基板の設計データを取得する、
   請求項２から４のいずれか１項に記載の基板設計支援装置。
6. 前記設計データ取得部は、前記プリント基板の設計データを作成するアプリケーションで前記プリント基板の設計データの作成中に前記プリント基板の設計データを取得し、
   前記通知部は、前記第１判定部が基板繊維のタテ方向に対して長手方向が垂直でないと判定し、かつ、前記第２判定部がパッドからの配線引き出しが横引き出しでないと判定した場合に、前記エラー情報を即時に通知する、
   請求項２から４のいずれか１項に記載の基板設計支援装置。
7. 前記設計データ取得部は、前記プリント基板の設計者が指示したタイミングで前記設計者が指定した前記プリント基板の設計データを取得する、
   請求項２から４のいずれか１項に記載の基板設計支援装置。
8. 前記第２判定部は、前記第１判定部が、前記プリント基板の設計データに基づいて、前記プリント基板の基板繊維のタテ方向と前記プリント基板に配置された電子部品の長手方向とが垂直であると判定した場合は、前記プリント基板に配置された電子部品が接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しであるか否かを判定しない、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の基板設計支援装置。
9. 前記第１判定部は、前記第２判定部が、前記プリント基板の設計データに基づいて、前記プリント基板に配置された電子部品が接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しであると判定した場合は、前記プリント基板の設計データにおける基板繊維のタテ方向と前記プリント基板に配置された電子部品の長手方向とが垂直であるか否かを判定しない、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の基板設計支援装置。
10. 前記通知部は、前記エラー情報と共に、前記プリント基板に配置された電子部品の修正箇所の優先順位を示す優先順位情報を通知する、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の基板設計支援装置。
11. コンピュータが実行する、
    プリント基板の設計データに基づいて、前記プリント基板の基板繊維のタテ方向と前記プリント基板に配置された電子部品の長手方向とが垂直であるか否かを判定する第１判定ステップと、
    前記プリント基板の設計データに基づいて、前記プリント基板に配置された電子部品が接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しであるか否かを判定する第２判定ステップと、
    前記第１判定ステップで基板繊維のタテ方向に対して長手方向が垂直でないと判定し、かつ、前記第２判定ステップでパッドからの配線引き出しが横引き出しでないと判定した電子部品を示すエラー情報を通知する通知ステップと、
    を備える基板設計支援方法。
12. コンピュータを、
    プリント基板の設計データに基づいて、前記プリント基板の基板繊維のタテ方向と前記プリント基板に配置された電子部品の長手方向とが垂直であるか否かを判定する第１判定部、
    前記プリント基板の設計データに基づいて、前記プリント基板に配置された電子部品が接続されるパッドからの配線引き出しが横引き出しであるか否かを判定する第２判定部、および、
    前記第１判定部が基板繊維のタテ方向に対して長手方向が垂直でないと判定し、かつ、前記第２判定部がパッドからの配線引き出しが横引き出しでないと判定した電子部品を示すエラー情報を通知する通知部、
    として機能させるプログラム。

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