PCB配置&編集テクニック

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PCBを設計する際に使用できるさまざまなオブジェクトがあります。PCBドキュメントに配置されたほとんどのオブジェクトは、銅領域または空白を定義します。これは、トラックやパッドなどの電気的オブジェクトと、テキストや寸法などの非電気的オブジェクトの両方に適用されます。したがって、各オブジェクトを定義するために使用される線の幅と、オブジェクトが配置される層を留意しておくことが重要です。

PCBエディタには、プリミティブオブジェクトとグループオブジェクトの2種類のオブジェクトがあります。プリミティブオブジェクトは最も基本的な要素であり、トラック、パッド、ビア、フィル、アーク、文字列を含みます。プリミティブで構成され、設計オブジェクトとして識別されるものはすべて、グループオブジェクトです。グループオブジェクトの例には、コンポーネント、寸法、座標、ポリゴンプアが含まれます。

オブジェクトの配置と編集の共通点

Altium Designerでは、配置されるオブジェクトに関係なく、オブジェクトを配置するプロセスは大まかに同じです。最もシンプルなレベルでは、プロセスは以下の通りです:

  1. ツールバーやPlaceメニューから配置するオブジェクトを選択します。

  2. マウスを使用して、PCBエディタの設計スペース内で配置されるオブジェクトの位置とサイズ(該当する場合)を定義します。

  3. 右クリック(またはEscを押す)してコマンドを終了し、配置モードを終了します。

配置前の編集

オブジェクトのデフォルトプロパティは、PreferencesダイアログのPCB Editor – Defaultsページでいつでも変更できます。これらのプロパティは、後続のオブジェクトを配置する際に適用されます。


オブジェクトのプロパティにアクセスし、必要に応じてデフォルト値を編集するために、プリミティブ列を使用します。

オブジェクトのデフォルト値は、デフォルトでADVPCB.dftファイルに保存されます。オプションで、異なる名前の.dftファイルに値を保存することもできます。dftファイルの保存と読み込みを行うコントロールが用意されており、お気に入りのデフォルトオブジェクト値の「セット」を作成できます。dftファイルに保存され、読み込まれるすべての設定は、ユーザー定義のデフォルトです。必要に応じて、Set To DefaultsまたはReset Allオプションを使用して、元のデフォルト値をいつでも元に戻すことができます。元のデフォルト値はハードコードされています。

配置中の編集

オブジェクトを初めて配置する際に、編集可能な多くの属性があります。これらの属性にアクセスするには、配置モード中にTabキーを押して、関連するプロパティパネルを開きます。Tabキーを押すと、オブジェクトの必要な編集を行うために配置が一時停止します。

 
propertiesダイアログのPadオブジェクトの例。

編集が完了したら、配置を再開するためにデザインスペースの一時停止ボタンオーバーレイ( )をクリックしてください。

この方法で設定された属性は、PermanentオプションがPreferencesダイアログのPCB Editor – Defaultsページで有効にされていない限り、さらなるオブジェクト配置のデフォルト設定になります。このオプションが有効にされると、変更は配置中のオブジェクトと、同じ配置セッション中に配置される後続のオブジェクトにのみ影響します。

配置後の編集

オブジェクトが配置された後、それを編集するためのいくつかの方法があります。以下に説明します。

関連するプロパティパネルまたはダイアログ

この編集方法は、配置されたオブジェクトのプロパティを変更するために、関連するPropertiesパネルモードとダイアログを使用します。

配置後、関連するダイアログには次の方法でアクセスできます:

  • 配置されたオブジェクトをダブルクリックする。

  • オブジェクトの上にカーソルを置き、右クリックしてからコンテキストメニューからPropertiesを選択する。

配置後、関連するプロパティパネルモードには、以下のいずれかの方法でアクセスできます:

  • プロパティパネルが既にアクティブな場合は、オブジェクトを選択します。

  • オブジェクトを選択した後、デザインスペースの右下にあるPanelsボタンからPropertiesパネルを選択するか、メインメニューからView » Panels » Propertiesを選択します。

Double Click Runs Interactive PropertiesオプションがPreferencesダイアログのPCB Editor – Generalページで無効(デフォルト)に設定されている場合、プリミティブをダブルクリックしたり、選択したプリミティブを右クリックしてPropertiesを選択すると、ダイアログが開きます。 Double Click Runs Interactive Propertiesオプションが有効になっている場合は、Propertiesパネルが開きます。

ダイアログとパネルでオプションは同じですが、オプションの順序と配置が若干異なる場合があります。

Ctrl+Qを押すと、パネル/ダイアログで現在使用されている計測単位をメトリック(mm)とインペリアル(mil)の間で切り替えることができます。これはパネル/ダイアログに表示される計測値のみに影響し、ボードに指定された計測単位を変更するわけではありません。計測単位は、デザインスペースにオブジェクトが選択されていないときにPropertiesパネルのUnits設定で構成されます。

グラフィカル編集

この編集方法では、デザインスペースで配置されたオブジェクトを直接選択し、そのサイズ、形状、または位置をグラフィカルに変更することができます。形状および/またはサイズの変更(該当する場合)は、オブジェクトが選択されると表示される編集用の「ハンドル」を使用して行われます。


選択された塗りつぶしオブジェクトの編集ハンドルの例。

オブジェクトを再配置するために、編集ハンドルが存在する場所から離れたオブジェクト上のどこかをクリックしてドラッグします。オブジェクトの種類によっては、ドラッグ中に回転させたり、反転させたりすることができます。

  • オブジェクトを反時計回りに回転させるにはSpacebarを押し、時計回りに回転させるにはShift+Spacebarを押します。回転は、PreferencesダイアログのPCB Editor – Generalページで定義された回転ステップの値に従います。

  • X軸またはY軸に沿ってオブジェクトを反転させるには、XキーまたはYキーを押します(該当する場合)。

複数の選択オブジェクトをドラッグする際に表示されるプリミティブの数は、Advanced Settingsダイアログ内のPCB.Rendering.MultiselectionDragオプションで制御されます。Advanced Settingsダイアログは、PreferencesダイアログSystem - GeneralページAdvancedボタンをクリックすることでアクセスできます。Advanced Settingsダイアログで変更が行われた場合、変更が有効になるためにはソフトウェアを再起動する必要があります。

配置コマンド

オブジェクトは、配置を変更することで移動することもできます。オブジェクトを他のオブジェクトと揃えるには、選択したオブジェクトを右クリックし、Alignを選択します。整列サブメニューには、選択したオブジェクトを配布するためのいくつかのオプションが含まれています。

個々の整列オプションの詳細については、AlignComponentsコマンドページを参照してください。

PCBリストパネルを通して

パネルページ: PCBリスト

PCB Listパネルを使用すると、設計オブジェクトを表形式で表示し、オブジェクト属性の迅速な検査と変更を可能にします。PCB Filterパネルと併用することで、アクティブなフィルターの範囲に該当するオブジェクトのみを表示し、複数の設計オブジェクトをより正確かつ効率的にターゲティングして編集することができます。

設計オブジェクトのロック

設計オブジェクトは、そのLocked属性を有効にすることで、PCBドキュメント上での移動や編集からロックすることができます。例えば、特定のオブジェクトの位置やサイズが重要な場合、それらをロックします。ロックは、次の例に示すように、希望するオブジェクトの鍵アイコン( )をクリックすることでPropertiesパネル内で行うことができます。

 
PropertiesパネルのComponentモードとPadモードでのLockアイコンの例。

Lockプロパティが有効になっている設計オブジェクトを移動または回転しようとすると、編集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。

Protect Locked ObjectsオプションがPreferencesダイアログのPCB Editor – Generalページで有効になっている場合、デザインオブジェクトがロックされていると、そのオブジェクトは選択やグラフィカルな編集ができません。PropertiesパネルのLockアイコンを使用してオブジェクトのロックを解除するか、Protect Locked Objectsオプションを無効にしてこのオブジェクトをグラフィカルに編集してください。

ロックされたオブジェクトを他のオブジェクトと一緒に選択しようとすると、Protect Locked Objectsオプションが有効な場合、ロックが解除されているオブジェクトのみが選択され、グループとして移動できます。

コンポーネントプリミティブのロック

PCBコンポーネントのプリミティブがロックされている場合(プリミティブオプションがPropertiesパネルのComponentモード状態にある)、これらのプリミティブのほとんどまたはすべてのプロパティは、グラフィカル(例えば、ドラッグアンドドロップを使用して)および非グラフィカル(例えば、プロパティリストパネルを使用して)の編集方法を使用して変更することができません。これにより、コンポーネントのプリミティブが偶発的に変更され、組み立てや製造の出力が正しくない結果になるのを防ぐことができます。

PCBコンポーネントのプリミティブの変更を防止する機能を有効/無効にするには、PreferencesダイアログのPCB Editor – GeneralページProtect Locked Primitives In Componentオプションを使用してください。

例として、プリミティブがロックされたPCBコンポーネントの構成要素であるパッドについて、 PropertiesパネルのPadモードが以下の画像で示されています。パッドの全てのプロパティ(NetTestpointのプロパティを除く)は、薄く表示され、編集できないことに注意してください。また、パッドのComponentフィールドの右端に表示されているアイコンは、親コンポーネントがプリミティブをロックしており、パッドのプロパティを変更できないことを示しています。


Propertiesパネルのパッドモード(左側)とプリミティブがロックされているPCBコンポーネントのパッド(右側)。

再入力編集

PCBエディタには、re-entrant editingと呼ばれる強力な機能が含まれています。これにより、現在の操作を終了させることなく、キーボードショートカットを使用して第二の操作を実行できます。再入可能編集により、より柔軟かつ直感的に作業できます。例えば、トラックの配置を開始してから、別のトラックセグメントを削除する必要があることに気づいた場合を考えてみてください。インタラクティブ配線モードを抜ける必要はありません。Eキー、Dキーのショートカットキーを押して、必要なトラックセグメントを削除し、Escキーを押してインタラクティブに設計の配線に戻ります。

PCBカーソルの外観設定

デフォルトでは、PCBカーソルは小さな緑色の90度の十字形に設定されています。これは、PreferencesダイアログのPCB Editor – GeneralページのCursor TypeCursor Colorの設定を使用して構成できます。たとえば、デザインウィンドウの端まで伸びる大きな90度の十字形(Large 90オプション)は、デザインオブジェクトの配置と整列に役立つ場合があります。また、90度のオプションがグリッドラインに対して見にくい場合は、45度の十字形(Small 45オプション)が役立つかもしれません。

オブジェクトを貼り付ける際の優先順位

オブジェクトが銅層に貼り付けられ、貼り付けられたときに異なるタイプのオブジェクトのセットと重なる場合、最も優先度の高いオブジェクトのネットが貼り付けられたオブジェクトに割り当てられます。優先順位は以下の通りです(1が最も高い優先順位):

  1. パッド
  2. フィル
  3. リージョン
  4. トラック
  5. アーク
  6. ビア
  7. ポリゴンプール


最優先オブジェクトのネットが貼り付けられたオブジェクトに割り当てられます。ここでは、異なるネットが割り当てられた異なるタイプのオブジェクトのセット上に貼り付けられたオブジェクト(トラック)が示されています。このセットの中でパッドが最優先オブジェクトであるため、そのネット(Pad_Net)が貼り付けられたオブジェクトに割り当てられます。結果を見るには、画像の上にカーソルを合わせてください。

オブジェクトが銅層に貼り付けられ、同じタイプのオブジェクトのセットと重なる場合、貼り付ける際にカーソル下にあるオブジェクトのネットが割り当てられます。

カーソル下のオブジェクトのネットが貼り付けられたオブジェクトに割り当てられます。ここでは、同じタイプのオブジェクト(パッド)のセット上に貼り付けられたオブジェクト(トラック)が示されています。オブジェクトを貼り付ける際にカーソル下にあるオブジェクトがパッド2であるため、このパッドのネット(Pad2_Net)が貼り付けられたオブジェクトに割り当てられます。結果を見るには、画像上にカーソルを移動させてください。
カーソル下のオブジェクトのネットが貼り付けられたオブジェクトに割り当てられます。ここでは、同じタイプのオブジェクト(パッド)のセット上に貼り付けられたオブジェクト(トラック)が示されています。オブジェクトを貼り付ける際にカーソル下にあるオブジェクトがパッド2であるため、このパッドのネット(Pad2_Net)が貼り付けられたオブジェクトに割り当てられます。結果を見るには、画像上にカーソルを移動させてください。

物理的に接続されたオブジェクトのセットが銅層に貼り付けられ、このセット内の異なるタイプのオブジェクトが異なるネットを持つ既存のオブジェクトと重なる場合、このセット内の最優先オブジェクトのネットが貼り付けられた全てのオブジェクトに割り当てられます。上記の優先順位がこの場合に適用されます。

物理的に接続されたオブジェクトのセットには、最優先オブジェクトに割り当てられたネットが割り当てられます。ここでは、異なるネットが割り当てられたオブジェクト(ビア)の上に貼り付けられた一連の接続されたオブジェクト(左から右へ:フィル、リージョン、トラック、アーク、ビア、ポリゴンプア)が示されています。この貼り付けられたセットの中でフィルが最優先オブジェクトであるため、それに割り当てられたネット(Via1_Net)がこのセット内の各オブジェクトに割り当てられます。結果を見るには、画像の上にカーソルを移動させてください。
物理的に接続されたオブジェクトのセットには、最優先オブジェクトに割り当てられたネットが割り当てられます。ここでは、異なるネットが割り当てられたオブジェクト(ビア)の上に貼り付けられた一連の接続されたオブジェクト(左から右へ:フィル、リージョン、トラック、アーク、ビア、ポリゴンプア)が示されています。この貼り付けられたセットの中でフィルが最優先オブジェクトであるため、それに割り当てられたネット(Via1_Net)がこのセット内の各オブジェクトに割り当てられます。結果を見るには、画像の上にカーソルを移動させてください。

True Typeフォントサポート

PCBエディタでは、設計におけるテキスト関連オブジェクト(文字列、座標、寸法テキスト)に対して、ストロークベースまたはTrueTypeフォントを使用する機能が提供されています。フォントの選択は、関連するプロパティパネル内から行います。ストロークベースフォントオプションには、ストロークサンセリフセリフの3種類があります。デフォルトスタイルは、ペンプロッティングとベクターフォトプロッティングをサポートするシンプルなベクターフォントです。サンセリフセリフフォントはより複雑で、Gerberなどのベクター出力生成を遅くします。ストロークベースフォントはソフトウェアに組み込まれており、変更することはできません。3つのフォントはすべて、英語やその他のヨーロッパ言語をサポートする完全なIBM拡張ASCII文字セットを持っています。TrueTypeフォントを使用する場合、\Windows\FontsフォルダにあるTrueTypeおよびOpenType(TrueTypeのスーパーセット)フォントが使用可能です。この機能は完全なUnicodeサポートも提供します。

検出された(そして一意に名付けられた)ルートフォントのみが使用可能になります。例えば、ArialArial Blackは使用可能ですが、Arial BoldArial Bold Italicは使用できません。

PreferencesダイアログのPCB Editor – TrueType Fontsページでは、デザインを保存する際にTrueTypeフォントを埋め込むためのオプションと、デザインを読み込む際にフォントの置換を適用するためのオプションが提供されています。

フォントを埋め込むことは、デザインがロードされる対象のコンピューターにフォントが存在しない可能性がある場合に、特定のフォントでテキストを表示する必要があるときに便利です。フォントの置換は、フォントが埋め込まれていないデザインをロードする際や、デザインが現在ロードされているコンピューターにフォントが存在しない場合に、代替として使用されるTrueTypeフォントを指定することを可能にします。

ネット情報

PCB上の銅製オブジェクト(トラック、ビア、ポリゴンなど)については、オブジェクトが選択されたときにNet Information領域のプロパティパネルに以下の情報が表示されます:

  • NetDiff Pair、および/またはxSignalとそれぞれの関連クラス。なお、Diff PairxSignalのエントリーは、オブジェクトが差動ペアまたはxSignalの一部である場合にのみ表示されます。

  • Delay - 選択されたオブジェクトの遅延と、ネット全体の配線されたセグメントの遅延。パッドとビアに対して定義されている場合は、パッドとビアのPropagation Delay値も含みます。

  • Length - 選択されたオブジェクトの合計長さと、信号長の合計。 信号長は、ノード間距離の正確な計算です。配置されたオブジェクトは、重なっているまたは重複しているオブジェクトを解決し、パッド内の迷走パスを分析し、ビアの長さも含まれます。Pin Package Lengthも、パッドに対して定義されている場合は含まれます。ネットが完全に配線されていない場合は、接続ラインのマンハッタン(X + Y)長さも含まれます。信号長とその応用に関する詳細は、PCB - Netsパネルの情報を参照してください。

    合計長さには、ネットの未配線部分(接続ラインのマンハッタン(X + Y)長さ)の推定値が含まれますが、合計遅延には含まれません。
  • Max Current - 選択されたトラックアーク、またはビアオブジェクトが運べる最大電流。IPC-2221Aの式(セクション6.2)から決定されます。

    I = k * ΔT0.44 * A0.725

    ここで:

    I = 電流 [アンペア]
    A = 断面積 [sq mils] (トレース幅 * 層スタック銅の厚さ、または下記のAbarrel)
    ΔT = 許容温度上昇 [°C]
    k = 定数、以下のように:

    k = 外層の場合は0.048
    k = 内層の場合は0.024

    複数のオブジェクトが選択された場合、例えば全体のネットの場合、そのネットの最大電流は、選択されたオブジェクトの最小の最大電流値です。

  • Resistance - 選択されたトラック、アーク、ビアオブジェクトの抵抗の合計は、導出された式から決定されます:

    R = (ρ * L / A

    ここで:

    R = 抵抗 [Ω]
    ρ = 銅の抵抗率 [Ω*mm2/m]
    L = トレース長さ [m] (または下記のようにビアの長さ)
    A = 断面積 = T * W [mm2] (または下記のようにAbarrel)
    T = トレースの厚さ (レイヤースタックから) [mm]
    W = トレース幅 [mm]

    前提条件:

    • 周囲温度 = 22 °C
    • 許容温度上昇 = 20 °C
    • スルーホール銅壁の厚さ = 0.018mm 
    • 銅の抵抗率 = 0.017 Ω*mm2/m

    選択されたオブジェクトの総抵抗は、個々のオブジェクトの抵抗の合計です。

Via Barrel 断面積 - 次のように決定されます:

Abarrel = AViaHoleSize - AFinishedHoleSize

Abarrel = [ π * (ViaHoleSize/2)2] - [ π * ((ViaHoleSize - 2 * ViaWallThickness)/2)2 ]

Abarrel = π (ViaHoleSize * ViaWallThickness - ViaWallThickness2)

Via Length = 入口層の中心から出口層の中心までの距離、上記のように示されます。


注意 - これらの計算におけるviaの長さは、viaがネットに属しているか、および接続されたトラックによって使用される層に依存します。ネットが割り当てられていない選択されたviaは、層の中心から層の中心までの長さではなく、層の端から層の端までの長さを表示します。また、ネットが割り当てられているが接続されたトラックがないviaは、長さがゼロと表示されます。


PropertiesパネルのNet Information領域。ここには選択されたトラックの例が示されています。

Net Information領域のリンクをクリックすると、関連するネット/差動ペア/xSignalをPCBパネルで開きます。

プリミティブオブジェクト

PCBエディタにおけるプリミティブオブジェクトは、設計の基本要素です。これらは、最も基本的または原始的な性質を持つために「プリミティブ」と呼ばれています。特定のプリミティブオブジェクトは、アーク、塗りつぶし、トラックなど、より高度な設計オブジェクトを作成するための構成要素として使用され、PCB 2Dコンポーネントモデルを作成します。

プリミティブオブジェクトは、PCBエディタで配置でき、多くのオブジェクトタイプはPCBライブラリエディタでも配置をサポートしています。配置用のコマンドは、メインのPlaceメニュー、Activeバー、Utilitiesツールバー、およびWiringツールバーのさまざまなドロップダウンで見つけることができます。オブジェクトによっては、オブジェクトの外観を定義するために複数のマウスクリックが必要になる場合があります。

PCBの基本オブジェクトは、ActiveUtilities、およびWiringツールバーから配置できます。

オブジェクトは現在のレイヤーに配置されます。配置を行う前に、正しいレイヤーが現在のレイヤーとして設定されていることを確認してください。配置後にオブジェクトが存在するレイヤーは変更できます。

グループオブジェクト

グループオブジェクトとは、オブジェクトとして振る舞うように定義されたプリミティブのセットです。これには、コンポーネントやポリゴンプアなどのユーザー定義のものや、座標や寸法などのシステム定義のものがあります。グループオブジェクトは、設計空間内で単一のオブジェクトとして操作できます。例えば、配置、選択、コピー、変更、移動、削除が可能です。

グループオブジェクトは、PCBエディタで配置が可能であり、座標オブジェクトもPCBライブラリエディタでの配置がサポートされています。配置のためのコマンドは、メインのPlaceメニューやWiringツールバー、Utilitiesツールバーのさまざまなドロップダウンで見つけることができます。オブジェクトによっては、オブジェクトの外観を定義するために複数のマウスクリックが必要になる場合があります。

オブジェクトは現在のレイヤーに配置されます。配置を行う前に、正しいレイヤーが現在のレイヤーとして設定されていることを確認してください。配置後に、オブジェクトが存在するレイヤーに関して変更することができます。

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注記

利用できる機能は、Altium 製品のアクセスレベルによって異なります。Altium Designer ソフトウェア サブスクリプション の様々なレベルに含まれる機能と、Altium 365 プラットフォーム で提供されるアプリケーションを通じて提供される機能を比較してください。

ソフトウェアの機能が見つからない場合は、Altium の営業担当者に連絡して 詳細を確認してください。

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