パネル化のサポート

従来、設計エンジニアはCAMツールを検証用途にのみ使用し、GerberおよびDrillの出力を目視で確認してから、これらのファイルを基板製造業者(ファブ)へ送付していました。経験豊富な設計者であれば、動作する基板を確実に返してもらうために、設計後に行うべき作業の重要性を理解しているでしょう。この作業には、製造部門および実装部門との正確でオープンなコミュニケーションが伴います。

Altium DesignerのCAM Editorは、このコミュニケーションを促進するために必要なものを設計者へ提供します。信頼性の高い検証ツールだけでなく、基板製造業者や実装工場が利用するフル機能のCAMツールセットも含まれます。これには、基板のパネル化やルーティングエッジの定義を行うツールが含まれます。

多くの基板設計者は、なぜこれらのツールが含まれているのか疑問に思うでしょう。私たちの答えは、「設計者としての仕事がどこで終わるのかを特定するのは難しい」ということです。設計をレビューしたら、あとはファブに基板上の面積効率(実装面積の最大化)を任せ、注文どおりのものが戻ってくればよい、という方もいるでしょう。一方で、より深く関与したい方もいます。たとえば、ファブだけでなく実装工場にも最適なパネルを望むかもしれません。

パネル化

Panelization ダイアログPanelization ダイアログ

パネルは自動化されたプロセスで作成されます。ここでは、パネルのサイズと、パネル領域内に複数コピーの基板データをどのように配置するかを決定します。また、データの保存方法も指定できます。利用可能なオフセットコードのいずれかを使用することを強く推奨します。これによりファイルを小さく、扱いやすく保てます。画像およびドリル情報はパネル内で一度だけ定義され、その後にステップ命令のセットが続きます。

配置ツール

パネル化は、CAM Editorの一般的な編集パターンに従います。開始するにはTools » Panelize PCBコマンドを実行し、パネルに含めたいオブジェクトを選択します(またはESLのキーボードショートカットで全選択します)。その後、右クリックするかShift+9のキーボードショートカットを使用してコマンドを実行します。この手順によりPanelizationダイアログが開きます。

Panelization ダイアログPanelization ダイアログ

最初に表示されるPanelization ダイアログには、パネル化する基板の外形(選択したオブジェクトで定義)に基づいて計算された情報が含まれます。ダイアログ上部では、選択したオブジェクトの水平・垂直方向の外形寸法がImage Size フィールドに表示されます。続いて、Panel SizeSpacingParts Countの値が表示されます。

これらのフィールドはすべて動的に動作します。Calculateオプションが有効な場合、入力したパネルサイズと間隔の値に収まる最大の列数・行数が表示されます。基板同士をより近づける、またはパネル外周のボーダーを小さくすることで、パネル上の列数や行数を増やせる場合があります。パネルサイズを大きくすることで、より多くの基板を収めることも可能です。

Calculateオプションをオフにすると、この仕組みを逆方向に使えます。つまり、パネルに収めたい列数と行数を入力すると、 Parts Count およびSpacing フィールドの両方に入力した値に基づいて、結果のパネルサイズが表示されます。結果のパネルサイズは端数のある不規則な値になりやすいため、この方法は最小パネル要件の算出に使うことが多いでしょう。その後、Calculateオプションを再度オンにし、ファブおよび実装工場で対応可能なパネルサイズを入力することを推奨します。

基板配列は、パネル内で中央に配置することも、左下隅に寄せることもできます。

Show Preview ボタンをクリックすると、ダイアログ内にプレビューウィンドウが開き、シート上でパネルがどのように見えるかを確認できます。パネル間隔の変更はプレビューに反映されるため、次へ進む前に必要な間隔を得られます。

必要なオプションをすべて定義したら、OK をクリックするとパネル化が実行され、パネル配列がメインの設計ワークスペースに表示されます。配列は、元の選択オブジェクトを起点として、上方向および左方向に配置されます。

  • パネル配列の間隔は、次の2つの方法のいずれかで正確に定義できます。
    • Offset - この方法では、画像(つまり選択したオブジェクト)のサイズに対して、行間・列間の間隔を指定します。Offset フィールドに値を指定する際は、Image Sizeフィールドの値に必要な間隔を加算し、その合計値をオフセットとして入力する必要があります。たとえば、画像サイズが0.5 inで、200milの間隔が必要な場合、対応するOffset フィールドに0.7を入力します。
    • Gap - この方法では、行間・列間の直接的な間隔を指定できるため、画像サイズに依存しません。たとえば、200milの間隔が必要な場合、対応するGap フィールドに0.2を入力します。
  • Calculate オプションを使用して、指定したPanel SizeおよびSpacingに基づく最適な取り数を決定します。
  • Use Step & Repeatオプションを有効にすると、埋め込みのStep and Repeatコードを使用して、同一情報を複数回含むファイルのサイズを削減できます。使用時は、元のパネルのみが設計ワークスペースに完全表示され、他の投影コピーは空のフレームとして表示されます。
  • パネル化コマンドを使用するたびに、CAMtastic パネルのレイヤーリストに新しいレイヤーが追加されます。これはvent_borderレイヤーで、Layers Tableダイアログ(Tables » Layers)でタイプTemporaryが割り当てられます。後の工程でパネルにベント(通気)を素早く追加したい場合は、このボーダーを保持しておくべきです。

正しい方向へのステップ

1枚のパネルに基板の完全なコピーを8つスタンプした場合、結果のファイルは少なくとも8倍の大きさになるのは当然です。これは、データがexploded、つまり各配置位置ごとに記述ファイルへ完全に再書き込みされる場合に当てはまります。通常、この種のファイルの本当の負担はサイズそのものではなく、画面の再描画に8倍の時間がかかる点にあります。

CAM Editor は、パネル化時にファイルが管理不能なほど肥大化するのを防ぐためのオフセットコードを2種類提供します。従来の Step & RepeatコマンドとODB++ Stepsです。

Step & Repeat

PanelizationダイアログでUse Step & Repeatオプションを有効にすると、先に選択したデータはパネルの左下隅へ移動します。その他のパネル区画は、パネルプレビューで見えたのとほぼ同様に、コピーされたデータの水平・垂直方向の外形を示す空のボックスとして表示されます。これらのボックスは、Step & Repeat情報を含むすべてのレイヤーに表示されます。

各ステップに保存されるデータはパネル化時点で固定されるため、元データが変更されないと確信できるまで Step & Repeat コードの使用は延期するのが最善です。もちろん、検証完了後にパネル化を行うのが一般的なので、これは理想的なシナリオです。しかし、基板をパネル化した後に、修正が必要な小さな編集を見つけたらどうでしょうか?

Step & Repeat データを編集することは可能ですが、簡単ではありません。新しいフラッシュ、描画、またはテキストを、パネル左下区画に見えているデータへ追加できます。これらの追加オブジェクトは、その後Edit » Step/Repeat » Add Objectsコマンドを使用して、パネルの残りの(繰り返し)区画へ追加できます。コマンドを起動するとカーソルが四角形に変わり、オブジェクト追加モードに入ります。手順は次の一連の操作で行います。

  1. 追加するオブジェクトをクリックして選択状態にします。オブジェクトから離れた場所をクリックすると、選択範囲をドラッグして複数オブジェクトを選択に含められます。選択は累積されます。
  2. 必要なオブジェクトをすべて選択したら、右クリックします。
  3. 次に、選択したオブジェクトを追加したい特定のStep & Repeat配列を選択します。配列の元フレーム(左下)内で、配列選択の一部として含まれる任意のオブジェクト上にカーソルを置いてクリックするだけです。配列内のフレームは、追加されたオブジェクトと元のオブジェクトの両方が収まるようにサイズが変更されます。可視オブジェクトが含まれるのは配列の元フレーム(左下)のみで、他のフレームは空のままです。
  4. 他のStep & Repeat配列に追加するオブジェクトの選択を続けるか、右クリックするか、Escを押して終了します。

オブジェクトの追加により、配列内のフレームが重なってしまう場合があります。Modify Step_Repeatダイアログを使用して、フレーム間の距離(ギャップ)を変更できます。これを行うには、メインメニューからEdit » Step/Repeat » Modify コマンドを選択します。コマンドを起動するとカーソルが四角形に変わり、配列変更モードに入ります。配列は次の一連の操作で変更します。

  1. 変更したい特定のStep & Repeat配列を選択します。配列の元フレーム(左下)内で、配列選択の一部として含まれる任意のオブジェクト上にカーソルを置いてクリックすると、Modify Step_Repeatダイアログが表示されます。ダイアログを使用して、配列の行数・列数、および配列の間隔を次の2つの方法のいずれかで変更します。

    • Distance - この方法では、画像(つまり選択したオブジェクト)のサイズに対して、行間・列間の間隔を指定します。Distance フィールドに値を指定する際は、Image Sizeフィールドの値に必要な間隔を加算し、その合計値を距離として入力する必要があります。たとえば、画像サイズが0.5inchesで、200milの間隔が必要な場合、対応するDistance フィールドに0.7を入力します。
    • Gap - この方法では、行と列の間隔を直接指定できるため、画像サイズに依存しません。たとえば 200mil の間隔が必要な場合は、対応する Gap フィールドに 0.2 を入力します。
    Show Preview ボタンをクリックすると、ダイアログが展開されて配列プレビューウィンドウが表示され、変更後の配列がどのように見えるか確認できます。プレビューは配列設定を変更するたびに更新されます。
  2. 必要に応じて配列を修正したら OK をクリックします。指定した修正内容に従って Step & Repeat 配列が変更されます。
  3. さらに別の Step & Repeat 配列を選択して修正を続けるか、右クリックするか、または Esc を押して終了します。

削除は少し複雑で、まず Edit » Step/Repeat » Remove Objects コマンドを使用してパネルの繰り返し(非表示)セクションからオブジェクトを取り除き、その後 Edit » Clear コマンド使用時にパネルの表示セクションから同じオブジェクトを削除する必要があります。 Edit » Step/Repeat » Remove Objects コマンドを起動すると、カーソルが四角形に変わり、オブジェクト除去モードに入ります。除去は次の手順で行います。

  1. 対象の Step & Repeat 配列の元フレーム(左下)内で、除去するオブジェクトを選択します。選択に含めたい既存オブジェクトの上にカーソルを置いてクリックするだけで選択できます。あるいは、オブジェクトから離れた場所をクリックして選択範囲をドラッグし、複数オブジェクトを選択に含めることもできます。選択は累積されます。
  2. 必要なオブジェクトをすべて選択したら右クリックします。オブジェクトは配列から除去され、残ったオブジェクトに合わせて配列フレームがリサイズされます。
  3. 他の Step & Repeat 配列からのオブジェクト除去を続けるか、右クリックするか、または Esc を押して終了します。
配列の元フレームからすべてのオブジェクトを除去すると、その配列は実質的に削除されます。

同じオブジェクト群を、異なる 2 つのコマンドのために 2 回選択する必要があるため、誤りが起きやすいですが、CAM Editor には直前の選択を再選択できる機能があります。この難しさは、配列化された Step & Repeatボックスが空のままで、Edit » Step/Repeat » Explode コマンドでデータをプリミティブ情報に展開するまで内容の手掛かりが得られない点によってさらに増します。 コマンドを起動するとカーソルが四角形に変わり、展開する特定の Step & Repeat 配列を選択するよう促されます。配列の元フレーム(左下)で、配列選択の一部として含まれている任意のオブジェクトの上にカーソルを置いてクリックするだけです。配列内のすべてのフレームが元データのコピー情報で埋められ、フレーム境界は削除されます。ほかの Step & Repeat 配列の展開を続けるか、右クリックするか、または Esc を押して終了します。

データを展開すると、繰り返されている情報量に応じてファイルサイズが大幅に増加する場合があります。

ODB++ Steps

ODB++ Step & Repeat コードで発生する問題を解決します。作成した各 step は、現在のレイヤ行に対応する新しい列になります。step を追加するほど、データを格納できるマトリクスは大きくなります。ある step は別の step の中に 1 回または複数回挿入でき、これは Create ODB++ Step オプションを有効にしてパネル化する場合にまさに起こることです。Create ODB++ Step オプションを使用すると、設計空間(cam_work)のデフォルト step に加えて 2 つの新しい step が作成されます。

  • パネル化対象として選択したデータ用(campcb)
  • パネル自体用(campanel)。
    各 step の内容は、CAM パネルの Steps タブで名前をダブルクリックすると確認できます。
    選択データを含む step は自動的にパネル step のサブ step として挿入され、次の形式で表示されます。
    [n]: StepName (Rows, Columns),
    ここで [n] は挿入される step に割り当てられる次の利用可能番号(1 から開始)で、Rows Columns Panelization ダイアログの Parts Count 領域から取得されます。

設計空間でパネル step の内容を表示すると、挿入された(データ)step は RowsxColumns の空の白い長方形として表示されます。Step & Repeat 配列とは異なり、オブジェクトデータは配列セクションのどこにも表示されません。挿入された step の各インスタンスには白い十字が表示され、step 配列を展開することを選んだ場合にデータ内容が挿入される位置を示します。

作業を終える前に、パネル step を右クリックして Refresh Inserts を選択してください。これにより、パネル上の挿入 step がソースデータの現在の状態を反映し、パネル化後に行った編集が完成パネルに反映されることが保証されます。

現在のドキュメントの ODB++ Step 情報を表示できる Steps Table ダイアログにアクセスするには、メインメニューから Tables » Steps コマンドを選択します。 Steps Table ダイアログで OK  をクリックすると、CAMtastic  パネルの Steps  タブが更新されます。このタブから、右クリックしてコンテキストメニューの適切なコマンドを選ぶことで Steps の追加/変更ができます。 CAMtastic Editor に ODB++ ファイルをインポートすると、Steps Table ダイアログが自動的に表示されます。

追加のパネル戦略

自動ツールは、パネル上に同一基板を最大数配置するのに役立ちますが、パネル要件がより複雑な場合はどうでしょうか。ドリルクーポンや治具穴(tooling holes)をパネルに追加するにはどうすればよいでしょうか。あるいは、データを step-and-turn して、どちら向きに反転しても同じになるパネルを作り、同じ実装機にパネルを 2 回通すことで両面に部品を搭載したい場合はどうでしょうか。さらに、異なる基板を同一パネル上に配置してパネルスペースを最適化したい場合はどうでしょうか。

これらの要件はすべて、CAM EditorODB++ steps を使用することで満たせます。出発点は自動パネル化ルーチンです。これは Use Step & Repeat オプションではなく Create ODB++ Step オプションを使用してパネル外形を作成できる唯一の方法だからです。

Step の挿入

 Enter Value および Add Insert to ODB Step ダイアログ Enter Value および Add Insert to ODB Step ダイアログ

パネル上の基板配列に加えて、追加の step を挿入できます。たとえば基板製造業者は、ブレークアウェイレールの 1 つにドリルクーポンを配置し、意図した穴径が製造された基板の穴径と一致しているかを目視で確認することがあります。パネル層の穴あけやルーティング中にパネルを固定するための治具穴は、基板インスタンス内ではなく、パネルの別の場所に必要になる場合があります。

まず新しい step を作成する必要があります。これは CAM パネルの Steps タブで右クリックメニューからアクセスできる Add Step コマンドで行います。新しい step には同じレイヤがすべて存在しますが、新しい step ではそれらはすべて空になります。同じ右クリックメニューから、step 間でデータをコピーまたは移動できます。あるいは、新しい step をカレントにした状態で既存レイヤ上に新しいオブジェクトを配置することもでき、そのオブジェクトはその step にのみ存在します。

たとえばドリルクーポンを作成するには、新しい step を作成し、設計で使用している各ツールをドリルレイヤ上に一列にフラッシュする方法があります。トップシルクレイヤには、各ドリルサイズを識別するテキストやその他のマーカーを配置できます。

また、メインメニューから Tables » Layers を選択し、Layers テーブルで type Border に指定したレイヤ上に、データを囲む閉じたポリラインも描画してください。これは ODB++ 用の profile を生成するために使用されます。これは、ベンティングパターンによって外形(extent)が侵害されることなく step 同士を相互に挿入できるようにするファイルです。

パネルに追加する必要がある各クーポンやオブジェクトごとに、別の step を作成できます。パネル step(campanel など)をカレントにした状態で、親 step 内の測定位置にそれぞれを挿入できます。そのためには、右クリックメニューから Add Insert コマンドを使用します。元のパネル作成時にベンティングパターンを適用していた場合は、それをいったん削除してから再適用してください。そうすると、ベンティングパターンは各 step のプロファイル境界を考慮するようになります。

Step and Turn


Step-and-turn パネル化は、実装工場のルーチンを効率化する手法です。通常、表面と裏面に部品がある基板では、パネルの表面側部品用と裏面側部品用の 2 台の実装機が必要になります。しかし、パネルを裏返したときに表裏が同一になるなら、同じ実装機にパネルを 2 回通すことができます。

ここで重要なのは、基板の表面(top-side)とパネルの表面(top-side)を区別することです。これは、パネル右側の基板が左側の基板と同一であること(ただし上下反転)を要求します。また、レイヤタイプのスタックアップが対称であることも必要です。パネル表面の半分には基板表面の画像が含まれ、残り半分には基板裏面の画像がミラー形式で含まれます。

CAM Editor でこれを実現するには、まず基板データをすべて新しい step にコピーする必要があります。メインメニューから Edit » Layers » Swap Layers Data を選択して Swap Layers Data 機能を使用し、反転したレイヤデータがどこに配置されるかを決定できます。その結果、トップレイヤには表面と裏面の両方のレイヤ画像が含まれますが、これらの画像は別々の step に保持されます。

元の設計からまだパネルを作成していない場合は、ここで作成できます。パネル内で中央揃えになり、列数または行数が偶数になるようにしてください。生成された campanel ステップの横にあるプラス記号をクリックし、挿入されたステップを右クリックして編集します。行数または列数の値を変更し、基板の半分が消えるようにします。次に、作成した新しいステップを挿入し、同じ方法でパネル化します。ただし、計算されたベースポイントを使用して、新しい配列が先ほど削除したステップと同じ位置に配置されるようにします。このステップでは Mirror オプションが有効になっていることを確認してください。

The Modify Insert in ODB Step dialogThe Modify Insert in ODB Step dialog

同一パネル上の異なる基板

パネル上で基板を反転することは、ODB ステップの力のごく限定的な使い方にすぎません。基板を反転できるのは、同じレイヤーでも各ステップごとに異なるデータを保持でき、そのステップを同一の設計空間内で横に並べて配置できるためです。この根本的な自由度から、「なぜパネルは同じ基板で配列しなければならないのか?」という疑問が生じます。答えは、CAM Editor にはそのような制約は存在しない、ということです。

同一パネル上に異なる基板を載せたい理由はさまざまです。製造業者はパネルの使用率を最大化したいと考えますが、基板が大きいほどそれは難しくなります。別の案件の小さな基板であっても、空きスペースを埋められれば製造コストを下げられます。逆に、1つの製品が複数の基板で構成される場合、設計者はそれらを1枚のパネル上でまとめて製造したいことがあります。

もちろん制約もあります。パネル化できるのは、信号層と内部プレーンのスタックアップが同一の基板に限られます。また、互換性のあるドリルレイヤーセットも必要です。

CAM Editor のデフォルト動作は、新しいイメージやドリルファイルを読み込むと新規レイヤーを作成することです。しかしこの方法では、異なる基板を一緒にパネル化するには不十分です。必要なのは、同じレイヤー上に異なる基板データが存在しつつ、ステップによって分離されている状態だからです。これを可能にするため、Preferences ダイアログの CAM Editor - Import/Export page に、追加の Gerber/Drill ファイルを既存レイヤーへインポートできるオプションがあります。

このオプションを有効にすると、追加の Gerber、ドリル、または IPC データファイルを(それらのレイヤーがすでにインポート済みの状態で)インポートするたびに、マッピング用ダイアログが表示されます。

Map Layers to Import to Existing Layers dialog

Maps Layers to Import to Existing Layers ダイアログでは、左側に新しいファイル、右側に既存レイヤーが表示されます。拡張子と、メインメニューから Tables » Layer Type Detection を選択して開く Layer Types Detection Template に基づいて、CAM Editor が対応候補を提案しますが、必要に応じて調整できます。既存レイヤーに割り当てたくないファイルは、新規レイヤーを作成するように設定するか、インポート処理から除外するように設定できます。

このマッピング処理を進める前に、新しい ODB ステップを作成してそれをカレントにする必要があります。そうしないと、レイヤーデータがすべて重なってしまい、基板ごとのデータを分離する手段がなくなります。

ベンチング

Venting および Edit Pattern - Venting dialog

パネルの未使用部分にベンチング(venting)パターンを追加できます。これは、化学エッチャントをパネル全体に均一に行き渡らせるのに役立ちます。CAM Editor の自動パネル化では、パネル外形と基板インスタンスの間のすべての空間が、選択したベンチングパターンで埋められます。

このパターンは、ラスター、ベクター、ソリッド、または形状ベースにできます。ユーザー定義サイズの汎用形状オプションから選ぶことも、既存の DCode をベンチングパターンの基準として選ぶこともできます。このパターンは信号層およびプレーン層にのみ適用されます(これらは Layers Table in the Types 列で定義されます)。

元のパネル化時にベンチングを作成し、その後クーポン、ツーリング穴、反転基板、代替基板などの ODB++ ステップを追加した場合は、ベンチングパターンを更新するのが最適です。これは、ベンチングを削除してから再度追加することで行います。該当コマンドは、CAM panel の Steps タブにあるパネル(campanel)のステップエントリを右クリックすると表示されます。これらのコマンドを有効にするには、パネルステップをカレントステップにしておく必要がある点を覚えておくとよいでしょう。

現在のパネル化 PCB にベンチングパターンを追加するには、メインメニューから Tools » Venting コマンドを選択します。このコマンドの使い方は、PCB をパネル化した際に vent_border レイヤーを保持したかどうかによって異なります。

  • With a vent_border layer present – コマンドを起動すると Venting dialog が表示されます。デフォルトでは、すべての信号層とプレーン層がベンチング対象として選択されています。レイヤーの選択を解除するには、そのエントリをクリックします。

    ダイアログ左側には、適用される現在定義済みのベンチングパターンが表示されます。Edit Pattern ボタンをクリックすると Edit Pattern - Venting dialog が開き、使用したいベンチングパターンを具体的に定義できます。

    必要に応じてベンチングパターンと対象レイヤーを定義したら、OK をクリックすると、vent_border の外側にあるすべての領域にベンチングパターンが適用されます。

  • With no vent_border layer presentvent_border レイヤーがない場合、パネル外形は存在しますが、パネル上の個々の PCB にはベンチング領域を計算するための境界がありません。そのため、パネル上の各 PCB に境界を追加し、実質的に独自の vent_border レイヤーを作成する必要があります。新しいレイヤーを追加し、ポリラインコマンドでパネル上の各 PCB の周囲に境界を描くのが、最も手早い方法の1つです。

    コマンドを起動すると、カーソルが小さな四角に変わり、パネル境界と PCB 境界を選択するよう促されます。パネル全体を囲むように選択ボックスをドラッグするだけで、すべての PCB 境界とパネル境界が選択されます。右クリックすると Venting dialog が表示されます。必要に応じてベンチングパターンと対象レイヤーを定義し、OK をクリックします。ベンチングパターンは、パネル境界と PCB 境界の間で定義される領域に適用されます。

  • Edit Pattern - Venting dialog を使用して、必要に応じてベンチングパターンを定義します。Fill TypePolygon (Raster) に設定されている場合、このダイアログ内の他の設定はすべて無効になります。パネル境界はソリッドのポリゴンパターンで塗りつぶされます。
  • Fill TypeVector に設定されている場合、ソリッドイメージを使用するか、shape/Dcode を使用するかを選べます。形状を選んで塗りつぶしに使用するサイズを入力することも、既存のアパーチャを使用するよう指定することもできます。Shape/Dcode を使用するよう選択した場合は、使用する形状の XY 間隔を指定できます。
  • ポリゴンパターンを使用すると、アパーチャリストに2つの新しい Dcode が追加されます。これらは Poex および Poin として表示されます。
  • 既存アパーチャではない形状とサイズをベクターパターンに使用した場合、それらは次に利用可能な Dcode でアパーチャリストに追加されます。

Film Wizard

現在のドキュメントについて、選択した Gerber レイヤーを単一のフィルム枠内でパネル化し、Gerber レイヤーをフィルムに出力できるようにするには、メインメニューから Tools » Film Wizard コマンドを使用します。

まず、パネルに含めたい Gerber レイヤーだけが ON になっていることを確認してください。

コマンドを起動すると Film Wizard dialog が表示されます。このダイアログで、フィルムサイズと、その上に配置するレイヤー配列を定義します。Film Description ドロップダウンから定義済みのサイズ/配列定義を選ぶか、独自に入力できます。

ダイアログの Individual Film Size 領域には、指定したサイズ/配列設定に基づき、配列内の各イメージに割り当てられるフィルム量が表示されます。

Neg/Mirror ボタンをクリックすると Film Wizard - Select Layers dialog が開きます。このダイアログで、フィルム上でミラー化するレイヤー、またはネガにするレイヤーを選択します。

フィルムオプションを定義したら、Film Wizard dialog で OK  をクリックするとフィルムレイヤーの作成が実行されます。古いオブジェクトを削除するかどうかを選ぶダイアログが表示されます。Yes を選ぶと、フィルムパネルが作成され、元のレイヤーは削除されます。No を選ぶと、フィルムパネルが作成され、元のレイヤーはすべて残りますが OFF になります。

  • 通常、フィルムに配置するのは信号層とプレーン層のみです。多くの場合、プレーン層はネガにします。
  • 独自のフィルムサイズ/配列数設定を指定した場合、Add Description ボタンが使用可能になります。このボタンをクリックすると、その定義が Wizard に追加され、次回コマンド使用時に Film Description ドロップダウンから選択できるようになります。
  • Individual Film Size が実際のイメージ外形と同等以上であることを確認してください。そうでない場合でも続行はできますが、警告ダイアログが表示されます。パネル化結果が望ましくないものになる可能性があります。
  • 元のレイヤーを削除する操作は元に戻せません。
  • 作成されたフィルムレイヤーは CAMtastic panel のレイヤーリストに追加され、film1film2film3 などの名前になります。
  • フィルムレイヤー数は、(フィルムに載せたい)有効化されたレイヤー数を、1枚のフィルム上の XY 配列要素数で割って算出されます。たとえば、有効レイヤーが10で配列が 1x2 の場合、作成されるフィルムレイヤー数は5になります。
  • 有効になっているレイヤは、レイヤリストの順序に従ってフィルムレイヤ上に配置されます。したがって、10レイヤで1x2配列の場合、最初の2レイヤは film1 レイヤに、次の2レイヤは film2 レイヤに、というように配置されます。より大きな配列では、左上から開始して反時計回りにレイヤが配置されます。

Board Edges

パネルから基板をどのように分離するかは、製造(ファブ)と実装(アセンブリ)の両方にとって検討事項です。たとえば実装工場では、部品実装が完了するまでパネルを分割せずに保持したい場合があります。この場合、実装中にパネル形状を保てるだけの剛性がありつつ、実装後には問題なくパネルからスナップオフできる程度にミシン目(切り離しやすさ)が入っていることが前提になります。

V-Scoring

Vスコアは有効な解決策で、パネルの表裏両面から基板セクション間にV字状の溝を入れ、薄い連結ウェブを残します。刃の角度やウェブ厚、さらに(溝を途中で切らずに残してパネルを強くする)ジャンプスコアを適用するかどうかなど、この工程の詳細はスコア加工機のオペレータに伝える必要があります。

現在、スコア加工機はプログラミングが必要です。多くの場合、パネル構成内のデータ点やラインを示す、あなたが記入する非CAD形式の書類から作成されます。ただし一部のスコア会社ではGerberファイルからドリルおよびライン情報を抽出でき、その場合は CAM Editor 内に希望どおりのスコアラインを設計できます。いずれにしても、トップシルクスクリーン層にスコアラインを配置しておくと、オペレータ向けの視覚的な手掛かりとなり、抽出情報およびあなたが提供する明示情報と併用されます。

NC Routing

一方、基板外形(エッジング)の従来手法はルータビットによる加工です。特定位置でルータビットを基板に突入(プランジ)させ、所定の経路に沿って移動させた後、引き上げ(リトラクト)ることで、滑らかな基板エッジを作成できます。


ルーティング情報を準備する際には、いくつか重要な検討事項があります。これには、ドリル工具のサイズと形状、ルートパス、およびそのプランジ点とリトラクト点が含まれます。

これらの指示を生成・確認するには、CAM Editor をNC Routingモードに設定する必要があります。これは View メニューまたは CAM パネルから到達できます。このモードでは、設計内で選択したフラッシュに基づき、メインメニューから Tables » NC Tools を選択して、Tool Table 用の新しいドリルを作成できます。コマンドを起動すると、 Tool Table ダイアログが表示されます。デフォルトでは、テーブルにはインポートされたNC Drillファイルに基づくツール一覧が含まれます。インポートがない場合は空で表示されます。このテーブルを使用してツール定義を追加/編集します。最大99個のツールを定義でき、それぞれに一意のDcodeが割り当てられ、 D9500 から開始します。現在のツールテーブル定義を保存するには Save 、以前に保存した定義を読み込むには Open  ボタンをそれぞれ使用します。ツールデータはMill/Rout Table Settingsファイル(*.mts)に保存されます。テーブルグリッドの各列上にカーソルを置くと、そのエントリに関する追加情報を含むツールチップが表示されます。

その後、Rout メニューから利用できるコマンドを使用して、これらのツールビット、または他の既存ツールビットでルーティングパスを定義できます。

ルートパスに関連する要素の表示を切り替えるには、View » Display Symbols メニューの次のコマンドを使用します。

  • Drill – 現在のドキュメントでドリルシンボルの表示を切り替えます。ドリルシンボルはドリル点を容易に見つけるための視覚補助として使用されます。ドリルシンボルは白い十字として表示され、ドリル点の中心を示します。
  • Direction Arrows – ルートパスの方向矢印の表示を切り替えます。
  • Centerline Path – ルートパスの元の中心線(カッター補正オフセットが適用されていないパス)の表示を切り替えます。このコマンドの効果は、Fill  モードがOFFのときにのみ確認できます。
  • Plunge – 現在のドキュメントでルートパスのプランジ点シンボルの表示を切り替えます。プランジ点は、設計内のパスをルーティングする際にルーティング工具が最初に進入する点です。
  • Retract – 現在のドキュメントでルートパスのリトラクト点シンボルの表示を切り替えます。リトラクト点は、設計内のパスをルーティングした後にルーティング工具が退出する点です。

選択したルートパスを再描画して、実際の製造時にルート工具がどのように進むかを正確に確認するには、メインメニューから View » Redraw a Rout Path コマンドを選択します。コマンドを起動するとカーソルが小さな四角に変わり、ルーティング済みオブジェクトの選択を求められます。ルーティングされたオブジェクト上の任意の位置にカーソルを合わせてクリックしてください。まずルートパスのプランジ区間が再描画されます。クリックを続けると、セグメントごとにルートパスが再描画され、リトラクト点に到達します。これは基板製造時にルーティング工具が使用する正確な経路です。なお、ルートレイヤのみを有効にし、他のレイヤをすべてOFFにすると作業しやすい場合があります。

Create Rout Path(s)

現在のドキュメントで選択したトレースからルートパスを作成するには、メインメニューから Rout » Create Rout Path(s) コマンドを選択します。 

まず、ドリル工具が定義されていることを確認してください。以前にNC Drillファイルを読み込んでいる場合、設計用のツールは自動的に読み込まれ、Tool Table ダイアログ(Tables » NC Tools)に表示されます。現在ツールが定義されていない場合、コマンド起動時にその旨を通知するダイアログが表示され、ドリルファイルのインポートまたは手動入力でツールを定義する必要があります。

必要なツールを定義したら、コマンドを起動すると Select Mill/Drill Tool ダイアログが開きます。このダイアログには、設計で現在定義されているすべてのドリル工具のドロップダウンリストが表示されます。ルーティングに使用したい工具を選択し、 OK をクリックします。カーソルが小さな四角に変わり、ルーティングしたいオブジェクトの選択を求められます。個々のオブジェクト上にカーソルを置いてクリックし選択に追加するか、利用可能な多数の選択ツールのいずれかを使用します。必要なオブジェクトをすべて選択したら、右クリックします。

選択したオブジェクトがルーティングされ、ルートレイヤが作成されて CAMtastic パネルのLayersリストに追加されます。Create Rout Path(s) ダイアログが表示され、ルーティングに使用する工具とそのオフセットを変更できます。また、ルートパスの方向を切り替えることもでき、プランジ点がリトラクト点に、リトラクト点がプランジ点になります。これらの変更は仮想的なもので、 OK  ボタンをクリックしたときにのみ恒久的に適用されます。

  • ルーティングは通常トレースに関連付けられます。選択にパッドが含まれ、ルートパス上で遭遇することもよくあります。こうしたパッドをどのように扱うかは、Rout Pads Options ダイアログ(Rout » Rout Pads Options)のオプションで指定します。デフォルトでは、丸形パッドはドリル点に変換されます。
  • 個別に接続された線分は、それぞれ独自のプランジ点とリトラクト点を持ちます。単一のプランジ点とリトラクト点にしたい場合は、まず個々のセグメントを結合する必要があります。逆に、パスをセグメントに分割することで、ルートパスにプランジ点とリトラクト点を追加できます。
  • ルートレイヤにはすべてのルートパスが含まれ、有効になっている場合はルーティング関連の各種シンボルが表示されます。これらのシンボルはプランジ点とリトラクト点、ならびに各パスの方向を示します。
  • 次のアパーチャはルートパスでは使用できません: CustomDiamondDonutTarget, および Thermal
  • 信号/プレーンレイヤ上のトラックやパッドをルーティングしないよう注意してください。
  • ルートパス作成時、プランジ点とリトラクト点はデフォルト位置に挿入されます。これらは工具、オフセット、ルーティング方向とともに、対応する Modify Rout Path(s) コマンドを使用して任意の段階で変更できます。

Modify Rout Path(s)

現在のドキュメントで選択したルートパスを変更するには、メインメニューから Rout » Modify Rout Path(s) コマンドを選択します。

まず、ルートレイヤのみをONにして、設計空間で表示されていることを確認してください。

コマンドを起動するとカーソルが小さな四角に変わり、変更したいルートパスの選択を求められます。個々のオブジェクト上にカーソルを置いてクリックし選択に追加するか、利用可能な多数の選択ツールのいずれかを使用します。必要なオブジェクトをすべて選択したら、右クリックします。

Modify Rout Path(s) ダイアログが表示され、ルーティングに使用する工具とそのオフセットを変更できます。また、ルートパスの方向を切り替えることもでき、プランジ点がリトラクト点に、リトラクト点がプランジ点になります。これらの変更は仮想的なもので、 OK  ボタンをクリックしたときにのみ恒久的に適用されます。

  • ルートレイヤにはすべてのルートパスが含まれ、有効になっている場合はルーティング関連の各種シンボルが表示されます。これらのシンボルはプランジ点とリトラクト点、ならびに各パスの方向を示します。
  • 単一のルートパスを変更する場合、Modify Rout Path(s) ダイアログで Plunge  および Retract  ボタンが使用可能になります。これらのボタンを使用して、必要に応じてプランジ点とリトラクト点の位置を変更します。

Rout Pads Options

Rout Pads Optionsダイアログでは、ルートパス上でパッドに遭遇した際に適用するオプションを定義できます。このダイアログにアクセスするには、メインメニューから Rout » Rout Pads Options コマンドを選択します。必要に応じて利用可能なオプションを設定してください。

デフォルトでは、丸形パッドはドリルポイントに変換されます。

自動ボーダールーティング

ルーティングパスは手動でも定義できますが、可能な限り自動ツールを使用することを推奨します。基板外形セグメントを単一の閉じたポリラインに結合する方が、特に外形に円弧が含まれる場合、精度よく手動でルーティングパスを配置しようとするよりもはるかに手間が少なくなります。

まず、PCBボーダーが単一の閉じた境界になっていることを確認してください。必要に応じて Join command を使用してこれを実現します。

Rout メニューの Auto-Rout PCB Border コマンドを使用して、PCBボーダーを用い、基板全体を囲むルーティングパスを作成します。コマンドを起動するとカーソルが小さな四角に変わり、パスのプランジ点およびリトラクト点を配置するために、ボーダーのどのコーナーを選択するか求められます。カーソルをボーダー上に置いてクリックするだけで、クリック位置に最も近いコーナーが選択されます。ここでPCB外形上の頂点を選択できない場合は、ボーダーが閉じたポリラインオブジェクトになっていることを確認してください。

次に、ルーティング方向の選択を求められます。選択したボーダーのコーナーを基準としたガイドラインが表示され、判断の助けになります。ルーティングしたいおおよその方向にカーソルを置いてクリックすると、Auto Rout PCB ダイアログが表示されます。このダイアログで、ボーダーをルーティングするために使用するツールを選択し、プランジ点およびリトラクト点の延長量も指定します。

必要に応じてルートオプションを定義したら、OK をクリックします。ルートパスが作成され、ルートレイヤーに追加されます。

Auto Rout PCB ダイアログAuto Rout PCB ダイアログ

ルーティングパスの開始点として選ぶ頂点は、設計の左下コーナーにする必要があります。そうしないと、(設定した場合)延長線が基板内に食い込んでしまう可能性があります。ステータスバーの指示に従い、外形上の2つ目の位置をクリックしてルーティングパスの方向を決定できます。右クリックで終了すると Auto Rout PCB ダイアログが表示され、ドリルツールおよびプランジ点/リトラクト点の延長値を選択できます。

選択したツールに対して(Tool Table内で)カッター補正オフセット値が定義されていない場合、自動的に生成できます。PCB外形のルートパスを含む新しいレイヤー(*.rte)が作成されます。
続いて、ルーティングパスに沿ってタブを追加できます。タブは、ドリルをパネルから引き上げ、指定距離だけパスに沿って前進してから再度プランジする動作です。ルーティングタブの配置はジャンプスコアのセグメントに似ており、特定箇所で基板をパネルに完全に接続したままにして、後で折り離せるようにします。

  • タブを挿入したいルートパス上の位置にカーソルを合わせる際は、ルートパスそのものをクリックすることが重要です。Fillモードでは、ルートパスが実際のルートパスとオフセットパスで構成される場合があります。その結果、塗りつぶしパスの中心が実際のルートパスではないことがあり、クリックしてもタブが挿入されません。この場合は Outlineモード(Shift+F)に切り替えることを推奨します。ルートパスとオフセット(補正)パスが表示され、前者は実線、後者は点線で表されます。
  • 方向点は、ボーダーのエッジに隣接する位置に設定する必要があります。
  • ルーティングに選択したツールにカッター補正が定義されていない場合、デフォルト値を割り当てるかどうかを尋ねるダイアログが表示されます。このデフォルト値はツール自体と同じサイズになります。
  • このコマンドを使用するには、少なくとも1つのドリルツールが定義されている必要があります。ツールが定義されていない場合、このコマンドを起動するとその旨を通知するダイアログが表示され、Tool Table ダイアログ(Tables » NC Tools)へ誘導されます。そこからファイルからドリルデータを読み込むか、ツール定義を手動で入力できます。
  • ルートレイヤーは、PCBボーダーに使用したレイヤー名に基づいて(存在しない場合は)作成されます。

手動ルーティングツール

円は、半径を指定できる時計回り/反時計回りのエンティティとして作成できます。プランジ点は円の中心になり、円のルーティングが完了するとツールはリトラクトします。スロットは自動性が低く、プランジ点から開始し、スロットを完結させたい場合は右クリックでリトラクト点を配置する際に、必ずプランジ点へ戻る必要があります。テキストルートはスロットルートに似ていますが、各文字に対して(プランジ点とリトラクト点を含む)定義済みのパスが用意されています。メッセージを指定し、文字の高さを指定するだけです。

もちろん、ルーティング指示は必ずしもパネル化後の機能ではありません。内部スロットなど、基板内に定義されたミリングオブジェクトで、パネル化のために含めたものは、他のパネル化データとともにすべて含まれます。

現在のドキュメントにルートパスを手動で配置するには、メインメニューから Rout » Manual Rout コマンドを選択します。このコマンドはポリライン配置に基づいています。ポリラインは、線を閉じたり、線の一部として円弧を挿入したりする必要がある場合に有用で、これらは標準のラインでは実現できません。

コマンドを起動すると Select Mill/Drill Tool ダイアログが表示されます。利用可能なツールのリストから、ルーティングに使用するツールを選択します。OK をクリックするとポリライン配置モードに入り、選択したツールサイズを表す塗りつぶし円がカーソルに追従して表示されます。配置は次の手順で行います。

  1. ワークスペース内の所定位置にカーソルを置き、クリックしてポリラインの開始点を固定します。
  2. カーソルを移動し、再度クリックしてポリラインの次の頂点を配置します。
  3. 目的の形状になるまで、さらに頂点を配置し、都度クリックします。
  4. 右クリックすると、ポリライン配置モード中に適用できる各種コマンドを提供するポップアップメニューが表示されます。メニューから次のコマンドを使用できます。

    • End - この特定のポリラインの配置を、閉じずに終了します。
    • Close - 最後に配置した点から開始点へ線を引いて線を閉じ、この特定のポリラインの配置を終了します。
    • Change to Line - 配置モードを直線に変更します。
    • Change to Arc - 配置モードを円弧に変更します。
    • Draw Arc Clockwise - 直前の頂点から時計回りに円弧を描きます。
    • Draw Arc C-Clockwise - 直前の頂点から反時計回りに円弧を描きます。
    • Undo Polyline Changes - 現在のポリラインを削除し、ポリライン配置モードのままにします。
    • Snap Change - ポリライン配置中のスナップモードを有効/無効にします。
    • Cancel Action - 現在のポリラインを削除し、ポリライン配置モードを終了します。
  5. ポリラインを終了または閉じる場合、あるいは変更を取り消す場合でも、配置モードは継続されます。さらにポリラインオブジェクトを配置するか、Esc を押してポリライン配置モードを終了してください。あるいは、右クリックしてポップアップメニューから Cancel Action を選択します。

  • ポリラインは、終了する前に少なくとも2つの異なる頂点が必要です。
  • ポリラインは、閉じる前に少なくとも3つの異なる頂点が必要です。
  • ポリラインは現在のレイヤーに描画されます。現在のレイヤーは、レイヤーリスト上部の CAMtastic パネルに表示されます。レイヤーリスト内の任意のレイヤーをダブルクリックすると、そのレイヤーが現在のレイヤーになります。
  • 手動でルーティングするには、あらかじめツールが定義されている必要があります。定義されていない場合は、その旨を通知するダイアログが表示され、Tool Table ダイアログ(Tables » NC Tools)へ誘導され、そこでツール定義を追加できます。
  • ツールを生成する最も速い方法は、PCB設計ドキュメントからNC Drillファイルを生成することです。これらをCAMtastic Editorにインポートし、Tool Table ダイアログにツール定義を追加します。

選択したルートパスへのタブ追加

現在のドキュメントで選択したルートパスに沿ってタブを追加するには、メインメニューから Rout » Add Tabs コマンドを選択します。コマンドを起動すると Enter Value ダイアログが表示されます。このダイアログで、現在選択されているワークスペース単位(インチまたはmm)でタブサイズの値を入力します。OK をクリックするとメイン設計ウィンドウに戻り、カーソルが小さな四角に変わってタブの位置選択を求められます。タブを挿入したいルートパス上の所定位置にカーソルを置き、クリックするだけです。

タブが挿入され、ルートパスは実質的に2つのセグメントに分割され、それぞれのセグメントに独自のプランジ点とリトラクト点が割り当てられます。

ルートパスにさらにタブを追加するか、右クリックするか、または Esc を押して終了します。

タブを挿入したいルートパス上の位置にカーソルを合わせる際は、ルートパスそのものをクリックすることが重要です。Fill モードでは、ルートパスが実際のルートパスとオフセットパスで構成される場合があります。その結果、塗りつぶしパスの中心が実際のルートパスではないことがあり、クリックしてもタブが挿入されません。この場合は Outline モード(Shift+F)に切り替えることを推奨します。ルートパスとオフセット(補正)パスが表示され、前者は実線、後者は点線で表されます。

ラインを円弧に変換

現在のドキュメント内で、指定したルートパスの線分を円弧に変換するには、メインメニューから Rout » Convert Lines to Arc コマンドを選択します。コマンドを起動すると変換モードに入り、次の手順で操作します。

  1. 円弧の始点を選択します。ルートパス上の頂点にカーソルを合わせてクリックし、この点を固定します。
  2. 円弧の終点を選択します。同様に、ルートパス上の別の頂点にカーソルを合わせてクリックし、2点目を固定します。カーソルを動かすとガイドラインが表示されます。
  3. 円弧上の中間点を選択します。ルートパス上の3つ目の頂点にカーソルを合わせてクリックすると、線分が円弧に置き換えられます。円弧の大きさは、始点と終点を結ぶガイドラインの長さと、選択した中間点がその線からどれだけ離れているかによって決まります。
  4. 他のルートパスについても引き続き線分を円弧に変換するか、右クリック、または Esc を押して終了します。
  • ルートパスが線分で構成されている場合、コマンドを正しく使用するには、事前にそれらの線分を結合しておく必要があります。
  • コマンドが動作するには、円弧を配置したいルートパスに少なくとも3つの頂点が必要です。たとえば直角に折れたポリラインの場合、始点と終点はポリラインの両端で、中間点はポリラインの角の点になります。

線分を円に変換

現在のドキュメント内で、閉じた境界のルートパスをルート円に変換するには、メインメニューから Rout » Convert Lines to Circle コマンドを選択します。コマンドを起動すると、閉じた境界を選択するよう求められます。円に変換したいルートパスの境界の一部にカーソルを合わせてクリックするだけで、閉じた境界のルートパスが円に置き換えられます。円の中心点は、その閉じた境界形状を囲む外接矩形の中心として定義され、半径はその中心点から外接矩形の辺までの水平方向距離として定義されます。

他の閉じた境界のルートパスも引き続きルート円に変換するか、右クリック、または Esc を押して終了します。

ルートパスが線分で構成された閉じた境界の場合、コマンドを正しく使用するには、事前にそれらの線分を結合しておく必要があります。

Mill Boundary

もう1つの自動ツールである Mill Boundary は、同様の方法で境界を検出します(ここでも閉じたポリラインが必要です)が、境界の周囲を切って基板やパネルから落とすのではなく、領域全体を削り取るための往復パターンを作成します。現在のドキュメント内で閉じた境界をミリングでくり抜くためのパスを作成するには、メインメニューから Rout » Mill Boundary コマンドを選択します。コマンドを起動するとカーソルが小さな四角に変わり、ミリングパスを作成したい閉じた境界オブジェクトを選択するよう求められます。各閉じた境界の上に順にカーソルを合わせてクリックします。必要な閉じた境界をすべて選択したら、右クリックします。

Milling ダイアログが表示されます。このダイアログで、ミリングパスを配置するレイヤーを指定します。現在のレイヤー、新規レイヤー、またはドキュメント内の既存レイヤーのいずれかを選択できます。Select Tool  フィールドで、パスのミリングに使用する利用可能なドリルツールを選択します。Delete Old Objects オプションでは、比較目的で元の境界オブジェクトを保持するかどうかを選べます。

  • 境界が個別に配置された線分で構成されている場合、コマンドを正しく使用するには、事前にそれらの線分を結合しておく必要があります。
  • ミリングパスを新規レイヤーに追加することを選んだ場合、レイヤー一覧の次に利用可能なレイヤー番号が使用されます(例: layer29)。

Fill から Outline へ表示を切り替え(Shift+F)ると、ミリングパスとして決定された実際の経路を確認できます。クライムミリング(climb milling)とは、ミリングパスがドリル刃の凹側と同じ方向に進むことを指し、反対方向に進むミリングはコンベンショナル(conventional)と呼ばれます。

領域のミリングは、ミリングツールに割り当てたZ軸パラメータがパネル厚より小さい場合に特に有用な機能です。これにより、特殊部品の取り付け時などに必要となる、基板上のくぼみ(段差)を作成できます。

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