PCB デザイン

PCB設計はCAD（Computer-Aided Design）ソフトウェアに依存しています。ツールは機能と複雑さにおいて大きく異なります。

• プロフェッショナル（有料）ツール
  • Altium Designer、PADS、Allegro、OrCAD
  • 高度な、高速、多層設計に使用されます。
  • 複雑な配線ルール、信号完全性解析、シミュレーションをサポートします。
• 無料/エントリーレベルツール
  • KiCad、ExpressPCB
  • 学生、愛好家、またはシンプルな設計に適しています。
  • プロフェッショナルソフトウェアと比較して機能が制限されています。

• 製品設計仕様後の最初のステップです。
• エンジニアはCADソフトウェアを使用して回路図を描きます。
• 各コンポーネントには以下があります:
  • 回路図記号（論理表現）。
  • PCBフットプリント（物理レイアウト：寸法、パッド、穴、SMT vs スルーホール）。
• 出力：電気的接続を定義するネットリストファイル。

• 2D回路図から3D基板レイアウトへの移行。
• 基板の形状、サイズ、機械的制約、およびドリル情報を考慮します。
• 関連するコンポーネントを論理的なグループに配置します。
• 手順:
  • ラフ配置（フィットチェック+グルーピング）。
  • 重要なコンポーネント配置（高速信号、高感度部品）。
  • 一般的な配置、配線開始前に最終決定。

• 回路図に従って、コンポーネントを銅配線で接続します。
• 種類:
  • 最初に重要な配線 → 高速信号、差動ペア、タイミングに敏感なネット。
  • 一般的な配線 → 残りの接続。
• トレースはビアを使用して層をまたぐ場合があります。
• CADソフトウェアは、設計ルールチェック（DRC）を実行して違反を防ぎます。
• 出力：製造準備が整った、完全かつレビュー済みのレイアウト。

PCB設計が最終決定されたら:

• 製造用
  • Gerberファイル → 層画像（銅、ソルダーマスク、シルクスクリーン）。
  • NCドリルファイル → 穴情報。
• アセンブリ用
  • BOM（部品表）→ 部品調達用の部品リスト。
  • ピックアンドプレースファイル → アセンブリマシンの座標。
  • ネットリスト → 適切なテストと検査を保証します。