Altium DesignerでPCB設計をマスター – 包括的チュートリアル

Altium Designerは、現在市場で最も人気のあるハイエンドPCB設計ソフトウェアパッケージの一つです。Altium Limitedによって開発・販売されています。回路図、PCBモジュール、オートルータ、差動ペア配線機能を含み、配線長チューニングと3Dモデリングをサポートしています。

Altium Designerには、すべての回路設計タスクのためのツールが含まれています：回路図とHDL設計キャプチャ、回路シミュレーション、信号整合性解析、PCB設計、FPGAベースの組み込みシステム設計と開発。さらに、Altium Designer環境は幅広いユーザー要件に合わせてカスタマイズ可能です。

Windowsスタートメニューから [すべてのプログラム] → [Altium Designer] を選択してAltium Designerを実行すると、実際には DXP.EXE を起動しています。DXPプラットフォームがAltium Designerの基盤となり、設計作成に使用する各エディタをサポートしています。

Altium Designer環境は2つの主要要素で構成されます：

• Altium Designerのメインドキュメント編集エリア（図1の右側に表示）
• ワークスペースパネル。Altium Designerには多数のパネルがあり、デフォルトでは一部がアプリケーションの左側にドックされ、一部が右側にポップアウトモードで利用可能、一部がフローティング、その他が非表示になっています。

それでは、プロジェクトとドキュメントの操作に移ります。

1. 新規プロジェクトの作成

1. メインメニューから [ファイル] → [新規] → [プロジェクト] → [PCBプロジェクト] を選択。"No Document Added" と表示された "PCB Project1" があることがわかります。

2. 再度 [ファイル] に戻り、[新規] → [回路図] を選択。

3. 再度 [ファイル] に戻り、[新規] → [PCB] を選択。

4. プロジェクトを保存するには、PCB Project1 を右クリック → [プロジェクトを名前をつけて保存...] で、任意の場所に任意の名前で保存。

2. 回路図部品の配置

1. 保存した回路図ファイルを開きます。

2. 左側の [ライブラリ]バーをクリックし、[ライブラリ] を選択。設計に必要なコンポーネントが表示されます。

3. コンポーネントを選択し、[配置 ***]バーをクリックして右側の白紙に配置。必要に応じて任意の方向に設定。

[ツール]バーをクリックすると、回路図修正用のさまざまなツールがあります。

3. 回路図からPCBを更新

1. 回路図の修正後、回路図からPCBを更新します。[設計] → [PCBドキュメント***の更新] を選択。

エンジニアリングチェンジオーダーが表示されたら、[変更の検証] と [変更の実行] をそれぞれクリック。[チェック] と [完了] 列の右側にチェックマークが表示されれば、回路図設計に問題がないことを示します。

2. これがPCB設計の基本グラフィックです。

3. エンジニアの一般的な習慣に従い、より便利に使用するため、このグラフィックをフットプリントビューに変更する必要があります。回路図に戻り、任意のコンポーネントをダブルクリックし、[モデル] で [フットプリント] を選択して [追加] をクリック。

4. [PCBモデル] で [参照] タブをクリックし、適切なコンポーネントフットプリントビューを選択。

すると、コンポーネントビューはこのようになります。

5. 設計要件に応じてこれらの表示を削除し、すっきり見やすくします。

4. 基板形状とレイヤー

1. 基板設計は一定の境界で完了する必要があるため、基板形状を再定義する必要があります。[設計] をクリックし、[基板形状] → [基板形状の再定義] を選択。

2. 通常PCBには複数のレイヤーがあります。カスタムPCBでコンポーネントの特定レイヤーを定義する必要があります。[設計] をクリックし、[レイヤースタックマネージャ] を選択。

2層PCBの場合、[トップ誘電体] と [ボトム誘電体] にチェックを入れる必要があります。

コンポーネントがPCBのボトム層にある場合、コンポーネント表示をダブルクリックし、[コンポーネントプロパティ] の [レイヤー] を設定。すると、このコンポーネントのレイヤー状況がPCB設計グラフィックに表示されます。

5. ルールと配線

1. [設計] をクリックし、[ルール...] を選択。ルールタイプを選べます。

2. 配線を設定する簡単な方法：[自動配線] をクリックし、[すべて...] を選択。

3. 自動配線は基本的に最良の方法ではありません。別の配線方法：[インタラクティブ配線] をクリックし、希望通りに配線を設定。

6. 内部プレーンと信号層

[設計] をクリックし、[レイヤースタックマネージャ] を選択。ここで [レイヤー追加] と [プレーン追加] をクリックして、PCBにプレーンやレイヤーを追加できます。

7. 取り付け穴とファイル生成

1. 上部の黄色い穴をクリック。

2. ここで、穴のサイズ、形状、ネットなどを設定。

3. PCBに文字列を追加できます。[配置] をクリックし、[文字列] を選択。

文字列の内容を編集し、PCBの任意のレイヤーに配置できます。

以上で、PCB設計の大部分が完了しました。もちろん、このチュートリアルでの機能実現は基本的な範囲内です。Altium DesignerにはまだまだPCBをグレードアップさせる機能があります。それらはすべてあなたの実践と活用次第です。

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参考リソース：
・Altium Designerベースの回路図からPCB設計へのガイドライン
・効率的なPCB製造のためのファイル要件
・複数の付加価値オプション付きフル機能PCB製造サービス
・PCBCartの標準能力内で回路を設計することでPCB製造価格を削減
・PCB製造プロジェクトの見積もり生成に関する詳細マニュアル
・PCB製造以外にも、PCBCartはフルターンキーPCB実装サービスを提供