PCBライブラリ

概略

Altium DesignerでファイルベースのPCBライブラリを作成・管理する方法を、新規ライブラリの作成から、PCB設計に配置済みのフットプリントを使ったライブラリの構築まで解説します。この記事では、フットプリントの追加、名前の変更、削除に加え、IPC Footprint Batch Generatorを使用して、ExcelまたはCSVファイルの部品データから複数のフットプリントを作成する方法も紹介します。これらのライブラリ管理ツールを次の設計で活用するために、ぜひ読み進めてください。

- 新しいPCBライブラリを作成するか、既存のPCBドキュメントからライブラリを生成して、再利用やアーカイブに活用します。
- PCBフットプリントエディターとPCB Libraryパネルを使用して、フットプリントの追加、名前の変更、削除を行います。
- 入力ファイル、ライブラリの出力オプション、処理レポートなど、フットプリントの一括生成に関する設定を行います。
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基板に実装される実際の部品は、回路図設計では回路図シンボルとして、基板設計ではPCBフットプリントとして表現されます。Altium Designer の部品は、次のいずれかの方法で使用できます。

  • ローカルライブラリで作成し、そこから配置する、または
  • 設計チーム全体がアクセスできる接続済みWorkspaceから直接配置する。
このドキュメントでは、PCBライブラリ(*.PcbLib)の作成と管理について説明します。 PCBフットプリント自体の作成について詳しくは、 PCBフットプリントの作成 ページを参照してください。

フットプリントは、PCBエディターからPCBライブラリにコピーしたり、PCBライブラリ間でコピーしたり、Footprint Wizard や描画ツールを使用して一から作成したりできます。

新しいPCBライブラリの作成

新しいPCBライブラリを作成するには、メインメニューからFile » New » Libraryコマンドを選択し、New LibraryダイアログのFile 領域で PCB Libraryオプションを選択します。

Createをクリックすると、 PcbLib1.PcbLib という名前の新しいPCBライブラリドキュメントが作成され、 Projectsパネルに表示されます。また、PCBComponent_1という名前の空の部品シートが表示されます。

ライブラリの内容は、 PCB Libraryパネルに表示されます。

これで、PCBフットプリントエディターのコマンドを使用して、新しいPCBライブラリ内のフットプリント部品を追加、削除、編集する準備が整いました。

PCBドキュメントからのPCBライブラリの作成

すべてのフットプリントがすでに配置されているPCB設計がある場合は、PCBエディターのDesign » Make PCB Libraryコマンドを使用して、それらのフットプリントのみを含むPCBライブラリを生成できます。 これは、完成した設計と完全に一致する作業用ライブラリやアーカイブを作成したい場合に非常に便利です。

このコマンドを実行すると、ライブラリドキュメント(<PCBDocumentName>.PcbLib)が自動的に作成され(作成元のPCBドキュメントと同じ場所に保存され)、プロジェクトに追加されます。作成されたファイルは、 Projects パネルの Libraries\PCB Library Documents サブフォルダー内に、プロジェクトの一部として表示されます。このドキュメントは、PCBフットプリントエディターでアクティブなドキュメントとして開かれます。その後、PCB上で検出された重複のない各PCB部品がライブラリに追加されます。

新しいPCBフットプリントの作成

PCBライブラリには、任意の数のPCBフットプリントを作成できます。既存のライブラリに新しいPCBフットプリントを作成するには、メインメニューから Tools » New Blank Footprint コマンドを選択するか、設計スペース内で右クリックしてコンテキストメニューから Tools » New Blank Footprint コマンドを選択するか、 PCB Libraryパネルの Footprints 領域で右クリックしてコンテキストメニューから New Blank Footprint を選択します。

新しいライブラリには常に空のPCBフットプリントが1つ含まれているため、Component_1の名前を変更してフットプリントの作成を開始することもできます。これを行うには、パネルのFootprints リストから PCBComponent_1を選択し、パネルのEditボタンをクリックするか、PCBComponent_1をダブルクリックして、Library OptionsモードのPropertiesパネルにあるFootprintタブを開きます。 Name フィールドに、フットプリントを一意に識別する新しい名前を入力します。

現在のPCBライブラリドキュメントからアクティブなフットプリントを削除するには、メインメニューから Tools » Remove Footprint コマンドを選択するか、設計スペース内で右クリックしてコンテキストメニューから Tools » Remove Footprint コマンドを選択します。 このコマンドを実行すると、削除を続行するかどうかを確認するダイアログが表示されます。 Yesをクリックすると、ライブラリドキュメントからフットプリントが削除され、 Footprints リスト内の1つ前のフットプリントがアクティブになります。 また、 PCB Library パネルで、1つまたは複数のライブラリフットプリントを直接削除することもできます。 Footprints リストで対象のフットプリントを選択し、右クリックしてコンテキストメニューから Delete コマンドを選択します。n 個のフットプリントの削除を続行するかどうかを確認するダイアログが表示されます。 Yesをクリックすると、ライブラリドキュメントから選択したフットプリントが削除され、 Footprints リスト内の次のフットプリントがアクティブになります。

IPC Footprint Batch Generatorを使用したフットプリントの作成

 PCBフットプリントの作成 ページで説明する方法に加えて、IPC Footprint Batch Generatorを使用すると、複数の密度レベルで複数のフットプリントを生成できます。このジェネレーターは、Excelスプレッドシートまたはカンマ区切りファイルから電子部品の寸法データを読み取り、IPCの計算式を適用して、IPC規格7351のリビジョンB( Generic Requirements for Surface Mount Design and Land Pattern Standard)に完全に準拠したPCBフットプリントを作成します。

Altium DesignerでIPC Footprint Batch Generatorの機能を使用するには、IPC Footprint Generator ソフトウェア拡張機能がインストールされている必要があります。 この拡張機能は、デフォルトでAltium Designerとともにインストールされます。 手動でインストールまたは削除することもできます。

拡張機能の管理について詳しくは、 Extending Your Installation ページ(Altium Designer Develop、Altium Designer Agile、Altium Designer)を参照してください。

バッチジェネレーターでは、次の種類のフットプリントを作成できます: BGA、 BQFP、 CAPAE、 CFP、 CHIP、 Chip Array、 CQFP、 DFN、 DIP、 DPAK、 FM、 LCC、 LGA、 MELF DIODE/RESISTOR、 MOLDED CAP/IND/DIODE、 PLCC、 PQFN、 PQFP、 PSON、 QFN、 QFN-2ROW、 SIP、 SODFL、 SOIC、 SOJ、 SON、 SOP、 SOT143/343、 SOT223、 SOT23、 SOT89、 SOTFL、 WIRE WOUND、および ZIP。

IPC Footprints Batch Generatorでは、次のものがサポートされています。

  • パッケージタイプ別の空のテンプレートファイルが、Altium Designerのインストール先の \Templatesフォルダーに含まれています。
  • パッケージ入力ファイルには、単一のパッケージタイプの1つまたは複数のフットプリントの情報を含めることができ、Excel形式またはカンマ区切り(CSV)形式のファイルを使用できます。

メインメニューから Tools » IPC Compliant Footprints Batch Generator コマンドを選択して、 IPC Compliant Footprints Batch Generatorダイアログを開きます。 このダイアログで、処理するフットプリントのパッケージファイルを追加し、必要に応じて生成オプションを設定します。

IPC Footprints Batch Generatorには、開いているPCBフットプリントライブラリ内にすべてのフットプリントを作成するか、入力ファイルまたはフットプリント名に基づいて個別のライブラリを生成するかを選択するオプションがあります。
IPC Footprints Batch Generatorには、開いているPCBフットプリントライブラリ内にすべてのフットプリントを作成するか、入力ファイルまたはフットプリント名に基づいて個別のライブラリを生成するかを選択するオプションがあります。

手順の概要は次のとおりです。

  1. 処理するファイルをリストに追加します。Excel形式またはCSV形式のファイルを使用できます。 Add Files/Remove Files ボタンを使用してリストを編集するか、リスト領域にファイルをドラッグ&ドロップします。
  2. 生成される出力の保存先フォルダーを指定します(処理の一環として新しいPCBライブラリファイルを生成する場合)。
  3. オプションを使用して、フットプリントの生成方法を指定します。アクティブなPCBライブラリドキュメント内に、すべてのフットプリントを生成できます。または、入力ファイルごとに1つのPCBライブラリドキュメント(入力ファイルと同じ名前)を生成するか、フットプリント名ごとに1つのPCBライブラリドキュメント(ファイル内で指定された FootprintName フィールドの値を名前に使用し、空欄の場合はIPC命名規則を使用)を生成できます。生成されたライブラリファイルは、指定した Output Folderに従って保存されます。
  4. 必要に応じて、HTML形式のレポートを作成し、処理完了後に開くこともできます。このレポートには、日付、時刻、処理時間に加え、処理されたすべてのファイル、および関連する致命的なエラー、エラー、警告が一覧表示されます。
  5. 新しいPCBライブラリの生成を選択した場合は、生成完了後にそれらを開くこともできます。

処理するファイルのリストとその他のオプションを必要に応じて設定したら、 Startをクリックします。処理が開始され、ダイアログに進行状況が表示されます。 Stopまたは Closeをクリックすると、いつでもキャンセルできます。すべてのフットプリントの生成が完了したら、 Close をクリックしてダイアログを閉じ、生成されたフットプリントをご利用ください。

  • 大きなサーマルパッド(2.1mm x 1.6mm以上)を備えたパッケージでは、ペーストマスクが小さなフィルに分割されます。

  • ガルウィングリードを備えたパッケージでは、パッドがパッケージ本体の下に入り込まないようにトリミングされます。

  • 中央に大きなサーマルパッドを備えた小型パッケージ(PQFP、QFN、SOIC、SOP)では、IPC規格に従ってパッド間に必要なクリアランスを確保するため、周辺のパッドがトリミングされます。

  • ウィザードでは、すべての寸法をメートル法(mm)単位で入力します。

  • サポートされている各パッケージの現在のデータセットについては、元となるExcelテンプレートの凡例を参照してください( IPC Compliant Footprints Batch Generator ダイアログの Open Template メニューからアクセスできます)。IPC Footprint Generator拡張機能をデフォルトでインストールした場合、パッケージタイプファイルのテンプレートは次のフォルダーにあります。

    Altium Designer Develop / Altium Designer Agile: \ProgramData\Altium\Altium Designer <Solution> <GUID>\Extensions\IPC Footprint Generator\Templates

    Altium Designer: \ProgramData\Altium\Altium Designer <GUID>\Extensions\IPC Footprint Generator\Templates

    これらを基に、ジェネレーターに入力するパッケージファイルを作成してください。

  • IPC準拠のフットプリントを1つだけすばやく生成するには、 IPC準拠フットプリントウィザードを使用します。

他のソースからのフットプリントの追加

PCBコンポーネントは、他のPCBライブラリからコピーし、コピー先のライブラリ内で必要な仕様に合わせて名前を変更したり、修正したりできます。この操作には、いくつかの方法があります。

  • PCBドキュメント内に配置されているフットプリントを選択してコピー(Edit » Copy)し、Edit » Paste Componentを使用して、開いているPCBライブラリに貼り付けます。 PCBエディターから複数のコンポーネントをクリップボードにコピーした場合、それぞれが個別のコンポーネントフットプリントとしてライブラリドキュメントに貼り付けられます。
  • コピーするフットプリントがPCBライブラリエディターでアクティブな状態でEdit » Copy Componentを選択し、開いているコピー先のPCBライブラリに切り替えて、Edit » Paste Componentを選択します。
  •  PCB Libraryパネル のリストで、通常の操作と同様にShift+ClickまたはCtrl+Clickを使用して1つ以上のフットプリントを選択し、右クリックしてCopyを選択します。コピー先のライブラリに切り替え、フットプリント名のリスト内で右クリックしてPaste n Componentsを選択します。ここで、nはコンポーネントの数です。
同じコンポーネントをライブラリに複数回貼り付けると、接尾辞 DUPLICATEによって識別されます。または DUPLICATEn。ここで、n は、重複が複数存在する場合の重複の番号です。

コンポーネントを接続先の Workspace または Manufacturer Part Search パネルから PCB に配置した場合、ソースの Workspace へのリンクが保持されることに注意してください。メインメニューから Tools » Clear Server Links コマンドを選択すると、開いているライブラリ内のすべてのコンポーネントの Workspace リンクを解除できます。コマンドを実行すると、 Confirm Clear Vault Links ダイアログが開きます。 Yes をクリックすると、ダイアログで指定された Workspace リンクが解除され、ライブラリが保存されます。何も変更せずにダイアログを閉じるには、 No をクリックします。

クリップボードには複数のオブジェクトを保存でき、Altium Designer 内のさまざまな種類のドキュメントに追加(貼り付け)できます。クリップボードは、コピー元やオブジェクトの種類に応じてさまざまなデータ形式をサポートしています。また、Preferences ダイアログの System - General ページにある Monitor clipboard content within this application only オプションを使用して、Altium Designer 環境内でコピーまたは切り取ったオブジェクトのみを保存するか、Windows クリップボード全体を保存するかを設定できます。各設計エディターがすべてのデータ型をサポートしているわけではなく、サポートされていないオブジェクトは貼り付けられないことに注意してください。

フットプリントの確認とレポートの生成

新しいフットプリントが正しく作成されたことを確認するために、いくつかのレポートを生成できます。

ライブラリリスト

現在の PCB ライブラリドキュメント内のすべての PCB フットプリントを一覧表示するレポートを生成するには、メインメニューから Reports » Library List コマンドを選択します。コマンドを実行すると、ソースの PCB ライブラリドキュメントと同じフォルダーにレポート(<PCBLibraryDocumentName>.REP)が生成され、メイン設計ウィンドウでアクティブなドキュメントとして自動的に開きます。レポートには、ライブラリ内のコンポーネントモデルの総数がまとめられ、すべてのコンポーネントモデルが名前別に一覧表示されます。

レポートは、 Projects パネルの Documentation\Text Documents サブフォルダーにフリードキュメントとして追加されます。

ライブラリレポート

アクティブなライブラリドキュメントから、そのライブラリに保存されているコンポーネントの情報を含むレポートを生成できます。レポートには、コンポーネントのプレビューをカラーまたは白黒で含めるように設定できます。レポートは Microsoft Word ドキュメント(*.doc)または標準の HTML ドキュメント(*.html)として生成できます。

メインメニューから Reports » Library Report コマンドを選択して、Library Report Settings ダイアログを開きます。このダイアログで、レポートの内容とスタイル、および生成先とファイル名を設定します。デフォルトでは、レポートには PCB ライブラリと同じ名前が付けられ、同じ場所に保存されます。

Library Report Settings ダイアログ
Library Report Settings ダイアログ

OK をクリックすると、レポートが生成されます。生成後にレポートを開くように設定した場合、コンピューターに Microsoft Word(Doc 形式のレポートを生成する場合)または Microsoft Internet Explorer(HTML 形式のレポートを生成する場合)がインストールされていれば、レポートが開きます。

生成後にレポートをプロジェクトへ追加するように設定した場合、レポートは Projects パネルの Generated\Documents サブフォルダー(HTML 形式のレポートの場合)、または Generated\Text Documents サブフォルダー(Doc 形式のレポートの場合)に表示されます。

コンポーネントルールチェッカー

アクティブなライブラリ内のすべてのコンポーネントを検証するために、PCB フットプリントエディターにはコンポーネントルールチェック機能が用意されています。この機能では、プリミティブの重複、パッドデジグネーターの欠落、未接続の銅箔、不適切なコンポーネント参照など、さまざまな項目をチェックできます。結果は、これらのチェックに対する違反を一覧表示するテキスト形式のレポートとして出力されます。コンポーネントルールチェックを実行するには、次の手順に従います。

  1. ライブラリファイルを保存します。
  2. Reports » Component Rule Check(ショートカット R、R)を選択して、Component Rule Check ダイアログを開きます。

  3. すべてのチェックボックスをオンにして、OK をクリックします。 <LibraryName>.ERR というタイトルのレポートが生成され、テキストエディターで開きます。エラーがあれば、その内容が記載されます。エラーが見つかった各コンポーネントフットプリントが、合格しなかった具体的なテストとともに一覧表示されます。
  4. レポートを閉じて、PCB フットプリントエディターに戻ります。
アクティブな PCB フットプリントのコンポーネントレポートを生成できます。詳細はこちら。

PCB フットプリントの更新

PCB ライブラリから PCB フットプリントを更新するには、PCB ライブラリから PCB に「プッシュ」する方法と、PCB エディターから「プル」する方法の 2 つがあります。PCB フットプリントの更新をプッシュすると、PCB ライブラリで選択したフットプリントを使用して、そのフットプリントを含む、開いているすべての PCB ドキュメントが更新されます。この 1 つ目の方法は、完全に置き換えたい場合に最適です。2 つ目の方法では、更新を実行する前に、既存のフットプリントとライブラリ内のフットプリントのすべての相違点を確認できます。また、ライブラリから更新するオブジェクトを選択することもできます。この 2 つ目の方法は、基板上のフットプリントとライブラリ内のフットプリントの間で何が変更されたのかを正確に把握したい場合に最適です。

PCB ライブラリからフットプリントの更新をプッシュする

PCBLIB エディターで、Tools » Update PCB with Current Footprint (PCB ドキュメントに変更を反映したいフットプリントがアクティブな場合)または Tools » Update PCB With All Footprints コマンドを使用します。PCB Library パネルから操作する場合は、PCB Library パネルの Components 領域を右クリックし、 Update PCB with [Component] または Update PCB with All を選択します。これらのコマンドを実行すると、Component(s) Update Options ダイアログが開き、更新するプリミティブや属性を選択できます。このダイアログを使用して、フットプリントのどの要素を更新するかを指定します。 OKをクリックすると、、開いているすべてのPCBドキュメントに配置されたこのフットプリントのすべてのインスタンスが、指定された更新オプションに従って変更内容で更新されます。

選択した更新内容は、開いているすべてのPCBドキュメント内の対応するフットプリントに反映されます(所属するプロジェクトは問いません)。

回路図シンボルへの変更を反映する方法については、Schematic Libraryパネルの情報を参照してください。

PCBエディターからフットプリントの更新を取り込む

PCBエディターでTools » Update From PCB Librariesコマンドを使用すると、Update From PCB Libraries - Optionsが開きます。 OKをクリックして、Update From PCB Librariesダイアログを開きます。

PCB Libraryパネル

PCB Libraryパネルでは、アクティブなPCBライブラリドキュメントに保存されているフットプリントを参照し、そのプロパティを編集できます。PCBライブラリドキュメントがアクティブになると、そのライブラリを構成するフットプリントに関する情報がパネルに表示されます。また、フットプリントに加えた変更をPCB設計ドキュメントに直接反映することもできます。

 PCB Libraryパネル
PCB Libraryパネル

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