エレクトロニクスを設計するための 7 つの強力な PCB 設計ソフトウェア

プリント基板 (PCB) 設計ソフトウェアの使用は、エラーなく高品質の設計を効率的に作成する優れた方法です。

ソフトウェアがなければ、電子エンジニアや設計者は、すべてをゼロから設計し、組み立てて、設計の承認を待つ際に多くの困難に直面する可能性があります。

多くの時間、労力、リソースを消費する手動の方法とは異なり、PCB ソフトウェアは作業を合理化し、生産性を向上させます。また、時間を無駄にして生産を遅らせるエラーのリスクを恐れる必要もありません。代わりに、PCB ソフトウェアを使用して、迅速かつ正確に設計できます。

そのため、PCB 設計ソフトウェアを使用したい場合、市場には数多くのソフトウェアが入手可能であり、自分のニーズに最適なものを選択するのは困難です。

心配しないで;私たちは、市場で最高の PCB ソフトウェアのいくつかを概説しました。

見てください！

PCBとは何ですか?

プリント回路基板 (PCB) は、絶縁層と導電層で構成される積層サンドイッチ構造です。これは基本的に、さまざまな電気コンポーネントを接続し、電子デバイスに電力を供給するための電気回路を作成するボードです。

PCB はほぼすべての電子機器に使用され、その構成要素を形成しています。これらは 2 つの主な機能に使用されます。

• はんだ付けによって電子部品を外層の選択した位置に組み立てる
• コンポーネント端子間の電子接続を可能にするには

導電層は、電気接続を提供するために導体を使用して設計されています。別のプロセスは、異なる銅層間の電気接続であるビアを追加するために実装されます。

PCB は、コンポーネントの端子を受け入れ、プレーン、トレース、およびその他の機能を使用してそれらを電気的に接続できるように設計された導電性パッドの助けを借りて、さまざまな電子コンポーネントを機械的にサポートします。

PCB設計ソフトウェアとは何ですか?

プリント基板 (PCB) 設計とは、PCB コンポーネントの設計、組み立て、および電子回路に電力を供給するための回路基板上での電気接続を確立するための配線を指します。これを支援するソフトウェアは、PCB 設計ソフトウェアと呼ばれます。

PCB ソフトウェアのいくつかの機能は次のとおりです。

• 回路図ページ上で電気オブジェクト、コンポーネント、グラフィック オブジェクトなどを組み立て、編集するのに役立つ回路図エディタ
• プリント基板の 3D 視覚化と 2D 回路図により、設計がどのように見えるかを確認し、間違いを特定してコンポーネントを簡単に編集するのに役立ちます。つまり、彼らは設計を実現するための回路メーカーとして働きます。
• PCB 上のさまざまなポイントを自動的に接続して電気接続を可能にする自動配線
• さまざまなツールを利用した設計ルールチェックにより、電力、信号、EMCなどの観点から問題を引き起こす可能性のある設計上の欠陥や違反（業界または企業のガイドラインに基づく）を特定します。
• コラボレーション機能は、さまざまなデザイナーがリアルタイムでデザインに取り組み、変更を加えたり、コメントを追加したり、フィードバックを提供したりするのに役立ちます。

PCB の設計には、さまざまな手順が含まれます。

• コンポーネントの配置: PCM 回路図を具体的な回路基板に変換することで、PCB の設計を開始できます。問題解決スキルを駆使してコンポーネントを適切な場所に組み立てる必要があります。
• ルーティング: これは、PCB レイアウト上のさまざまなコンポーネント間の電気接続を確立するプロセスです。すべての回路基板の配線は独自です。したがって、回路基板は互いに異なります。
• 統合: この時点で、ECAD と Eagle、Fusion 360 などの MCAD ソフトウェアを統合する必要があります。これは、設計を機械エンジニアと共有するのに役立ち、機械エンジニアが物理的なレイアウトに適合するかどうかを評価します。

PCB 設計ソフトウェアが必要な理由は何ですか?

PCB の機械構造には複雑な部品が含まれる場合があります。したがって、PCB 設計ソフトウェアは、この PCB 設計プロセスをより簡単、迅速、コスト効率よく、効率的に行うのに役立ちます。

PCB 設計ソフトウェアの利点を詳しく見てみましょう。

時間を節約する

すべてをゼロから設計すると、設計、組み立て、電気接続を最初から考える必要があるため、多くの時間と労力がかかります。

ただし、PCB 設計ソフトウェアを使用している場合は、ソフトウェアに付属する既製の設計を選択することで、このプロセスを高速化できます。設計要件に最も適したものを選択できる豊富なオプションが用意されています。これにより設計にかかる時間を大幅に節約できるため、製品の納品も短縮できます。

簡単なプロセス

特別に構築されたソフトウェアを使用して PCB を設計すると、設計者は高品質な設計を簡単に作成できます。すべてを手動で行うのではなく、ソフトウェアのさまざまな機能を設計に活用できます。煩わしさが軽減され、他の革新的な仕事に時間を費やすことができます。

設計パフォーマンスのテストが簡単

設計者にとって、PCB 設計の作成は終わりではありません。彼らの設計はテスト段階を経て、エンジニアが PCB 設計の性能と実現可能性を検証します。また、PCB 設計を手動でテストすることは、手間がかかり、労力と時間がかかるプロセスです。また、不正確さが含まれる可能性があり、重大な設計上の欠陥が生じ、最終製品の品質が低下する可能性があります。

ただし、PCB 設計ソフトウェアを使用すると、設計の性能、強度、実現可能性を仮想環境で簡単にテストできます。設計の問題やエラーをより正確に迅速に検出するのに役立ちます。その結果、設計を改善し、確かな設計から高品質の製品を製造することができます。

視認性の向上

手動による方法では、PCB 設計に関するより詳細な情報を提供するには不十分な場合があります。これにより、何かを見落としたり、エラーが残ったりする可能性があります。しかし、PCB ソフトウェアを使用すると、あらゆる角度から設計をチェックするための 3D ビジュアライゼーションなどの素晴らしい機能が得られます。デザインの細部を全体的に把握できるので、間違いを見つけやすくなります。

効率的なコスト

PCB 設計の作成、部品の組み立て、電気接続の確立、設計のテスト、および手動による製品の製造には、かなりの所要時間がかかる場合があります。これらすべてのプロセスには、時間と労働力、機械、電力、資金が必要です。また、設計を変更すると、全体的な出費はさらに増加し​​ます。

PCB 設計ソフトウェアは、リソースとコストを節約しながら、すべてのプロセスを短い所要時間で実行できるコスト効率の高いアプローチです。また、ソフトウェアで迅速に変更を加えたり、どの段階でも設計を修正したりすることも簡単です。

PCB設計ソフトウェアのアプリケーション

PCB 設計ソフトウェアは、トレース配線、コンポーネントの位置合わせ、ルールチェックなどを含む設計レイアウトの改善に役立ちます。これらの機能は、PCB 設計の品質を向上させ、高品質のプリント基板 (PCB) 製造を実現するのに役立ちます。

PCB 設計ソフトウェアは、企業の電子エンジニア、フリーランス エンジニア、起業家エンジニア、電子趣味の愛好家によってさまざまな用途に使用されています。 PCB 設計ソフトウェアのアプリケーションには次のようなものがあります。

• 3D コンポーネントの視覚化: PCB 設計ソフトウェアを使用して、電気回路に干渉する欠陥のあるコンポーネントを見つけることができます。 2D ソフトウェアではこれは不可能な場合があります。初期段階で問題を検出して修正することで、設計が実稼働パイプラインに投入されたり、不必要な時間やリソースが浪費されたりすることを防ぐことができます。
• 層構造の視覚化: PCB 設計ソフトウェアを使用して、PCB 設計の層構造を視覚化できます。要件に基づいてシングル、ダブル、またはマルチプレーヤーのプリント基板を作成するのに役立ちます。

ここで、市場で入手可能ないくつかの主要な PCB 設計ソフトウェアについて説明しましょう。

アルティウムデザイナー

最新で使いやすい、最も強力な PCB 設計ソフトウェア Altium Designer を入手してください。その設計環境を使用すると、エンジニアはアイデア出しやブレーンストーミングから PCB レイアウト、文書化、製造に至るまで、設計プロセスの各側面を確認できます。

エンジニアは、設計ツールを使用して、同じ直感的な環境からより高品質の製品を提供することに興味を持つでしょう。モデル内のデータ (レイアウト、回路図、シミュレーション) を操作するための中心モデルとして機能する、まとまった単一のモデルを作成できます。

Altium Designer は、SOLIDWORKS、Autodesk Inventor、Autodesk Fusion 360、PTC Creo Parametric などの他の ECAD/MCAD と統合します。これは、MCAD、チームワーク、データ管理、PCB 設計を統合するクラウドベースのプラットフォームです。

場所に関係なく、いつでも好きなときに他のユーザーとリアルタイムで共同作業して、フィードバックやコメントを受け取り、問題に即座に取り組むことができます。すべての重要なファイルを一元的な場所に保存することで、チーム間のコミュニケーションの誤りを回避し、制作の成功を促進できます。

さらに、3D およびフォトリアリスティックな環境で機械設計者と対話することで、ネイティブ 3D PCB 設計で作業することができます。このソフトウェアは MCAD ソフトウェアと連携することで、機械チームとの作業を容易にします。また、単一のツールですべてを利用できるため、あるソフトウェアから別のソフトウェアにファイルを交換することも忘れられます。

無料トライアルを利用して、デザイン ソフトウェアに搭載したい機能をテストしてください。サブスクリプション期間は、年間ベースと無期限から選択できます。

フュージョン 360

Fusion 360 には、 エンジニアリング、設計、製造、電子機器が単一のプラットフォームに含まれています。これは、PCB 設計、CAD、CAE、CAM、および 3D モデリングを実行できるクラウドベースのプラットフォームです。機能、フィット感、形状、そして主に美しさを確保したい製品やツールを提供します。

PCB 設計後、ジェネレーティブ デザイン ツールとシミュレーションを使用して製造可能性を確保し、設計への影響を確認します。統合された CAD および CAM ソフトウェア ツールを使用して、モデル フィクスチャと既存のフィーチャを編集します。使用すると、高品質な製品を簡単に作成できるソフトウェアの柔軟性を実感できます。

手動の電子ワークフローの使用を避け、ファイル形式を交換します。 Fusion 360 を使用できるので、エラーのない完全な製品を入手するために苦労する必要はありません。フル機能の PCB 設計、回路図キャプチャ、機械 CAD は、信頼性の高い設計を作成するために必要なツールを提供します。シミュレーション ソフトウェアを使用して製品の性能を確認し、製造前に設計をテストすることもできます。

Fusion 360 は CAD 対応のジオメトリを提供するため、最初から設計する必要はありません。パラメータ、材料、製造方法、コスト制約などの入力を与えることで、ジオメトリの生成を開始できます。タイムゾーン、レビュー、場所によって制作プロセスが長くなることがないようにしてください。代わりに、すべてのデザインとデータを単一のデータ管理ソフトウェアで表示します。

価格オプションは月額 42 ドルから 3 年プランの 987 ドルまで 3 つあります。ビジネスオーナーまたは学生として無料トライアルをダウンロードしてください。

シーメンス PCBflow

メーカーの制約に基づいた Siemens PCBflow の セキュア クラウド PCB DFM ツールを使用して、設計の反復を削減します。実際のデータと詳細なエラー レポートを含む自動化されたオンライン DFM が提供され、より深く理解し、よりスマートに作業できるようになります。また、製造元を待たずにプロセス全体で複数の DFM を実行できる柔軟性も得られます。

PCBflow は Valor NPI を利用しています。スタートアップ企業であっても大企業であっても、DFM は誰でもアクセスできます。高品質の製品を提供する際のリソースと時間を節約するように設計されています。頻繁に DFM 分析を行うことで、時間を節約し、品質を損なうことなく最終製品を期限内に得ることができます。

今すぐサインアップして試乗してください。ソフトウェアが気に入った場合は、デザインのニーズに最も適したサブスクリプション プランを選択してください。

ディップトレース

DipTrace は 直感的なインターフェイスを提供するため、指定された期間内に完了するプロジェクトに集中できます。この PCB 設計ソフトウェアは、差動配線、階層回路図、ODB++ 互換性、STEP 3D、DRC チェックを備えた詳細なルールなどの望ましい機能を提供します。

Altium、OrCAD、製造ツール、2D/3D CAD、PADS、Eagle を使用してデータを簡単に交換できます。幅広いインポートおよびエクスポート機能を備えているため、回路図を PCB に変換したり、再度同じ回路図に簡単に変換したりすることができます。さらに、形状ベースのルーターと手動配線を使用して設計機能をオンボードすることができます。

PCB レイアウトで高速信号、3D プレビュー、ガーバー、STEP エクスポートなどを利用できます。 DipTrace のライブラリからコンポーネントを作成およびインポートします。これには、すぐに使用できるテンプレート、IPC-7351 パターン ジェネレーター、編集ツールも含まれています。そのライブラリには、1,60,000 個のパッケージ化されたコンポーネントと 1,000 万個を超える部品も含まれています。

DipTrace を使用すると、開発プロセスのどの段階でも設計をレビューできます。 3D モデル生成ツールと 11,000 を超えるパッケージ モデルも提供します。

Windows 32、Windows 64、macOS で利用できるようになった、全機能を備えた 30 日間の無料試用版から始めてください。気に入ったら、300 ピンと 2 つの信号層で 75 ドルの有料サブスクリプションを入手してください。

アルティボード

Ultiboard は、カスタマイズ可能な環境を備えた効率的な設計配線とレイアウトを提供する PCB 設計ソフトウェアです。プリント基板設計は Multisim と統合され、PCB プロトタイプ開発を実行します。柔軟なツールを使用して設計し、手動で正確に重要な基板要素を定義できます。

Ultiboard の自動化機能は、デザイン全体を迅速に完了するのに役立ちます。高度な設計ウィザード、ツールボックス、スプレッドシート ビューにより、あらゆる基板レイアウトを簡単に管理、定義、制御できます。さらに、前方後方アノテーションは、反復管理の向上に役立ちます。

DXF やガーバーなどの業界標準ファイルをエクスポートして、設計フロー (回路図からレイアウト) を完成させることができます。さらに、Ultiboard は電子部品の設計と製造中に取り残されることがないように、多くの電子ソリューションを提供します。

ソフトウェア エディションを選択してライセンス期間、期間、配信方法を定義し、サブスクリプションを購入します。英語と Windows オペレーティング システムをサポートしています。

OrCAD

配線テクノロジーと高度なプラットフォームを提供する OrCAD PCB Designer を使用して、包括的な PCB 設計ソリューションを入手します。これには、ライブラリアン ツール、シグナル インテグリティ、自動配線、制約マネージャー、回路図キャプチャ、PCB 編集、配線、ミックスシグナル回路シミュレーションなどのテクノロジが含まれています。

OrCAD のインテリジェントでインタラクティブな自動エッチング編集機能と配置機能により、生産性を最大限に高めます。さらに、アプリケーションの緊密な統合とデータの整合性を確保する広範な機能により、設計プロセスをスピードアップして生産性を最大化します。

さらに、制約管理を使用して、領域、ペア、長さのルールなどに基づいて設計が特定の要件を満たしていることを確認します。また、STEP のサポートにより、MCAD と ECAD フロー間のブリッジを作成して、ニーズに応じた完璧な設計環境を得ることができます。 IDX、IPC-2581。さらに、アナログ、制約設計フロー、ミックスシグナル、統合 SI を使用して設計を簡単に分析し、目標を達成できます。

OrCAD Capture CIS、OrCAD PSpice Designer、OrCAD Sigrity ERC、OrCAD PCB Designer Professional などを含むリリースの完全版に無料でアクセスできます。

KiCAD EDA

KiCAD EDA は 、オープンソースのクロスプラットフォームの電子設計自動化プラットフォームです。 KiCAD の回路図エディタは、基本的な回路図だけでなく複雑な設計もサポートします。独自のシンボルを作成したり、公式ライブラリで利用可能な何千ものオプションから選択したりするのに役立ちます。

設計が完了したら、電気ルール チェッカーと統合された SPICE シミュレーターを使用して検証します。 PCB エディタは非常に簡単なので、ソフトウェアを初めて使用する場合でも簡単に設計できます。さらに、複雑な設計にも強力です。

改善された視覚化、選択ツール、および対話型ルーターにより、レイアウト タスクが簡単になります。 3D ビューアを使用すると、正しい機械的フィットを確認したり、最終製品をプレビューしたりすることもできます。

さらに、KiCad EDA にはカスタマイズ可能な照明オプションとともにレイトレーサーが組み込まれているため、実際の画像を作成し、同僚やチームと共有して自分の作品を見せることができます。このソフトウェアは、Ubuntu、macOS、Windows、Debian、Arch Linux、FreeBSD、Fedora などのさまざまな OS もサポートしています。

無料版をダウンロードしてデザインを始めてください。

結論

PCB 設計ソフトウェアを使用すると、時間とリソースを大幅に節約しながら、プリント基板を簡単かつ効率的に設計できます。また、デザインのパフォーマンスをチェックして初期段階で修正することもできるため、高品質のデザインのみを生産段階に送ることができます。その結果、電気機器上で優れた性能を発揮する、堅牢で信頼性の高いプリント基板を製造できます。

新しいテクノロジーは時間の経過とともに成長し、消費者のニーズは頻繁に変化することを念頭に置いて、上記のオプションから PCB 設計ソフトウェアを賢明に選択してください。したがって、PCB 設計ソフトウェアを選択しながら設計要件と課題を予測し、プリント基板の設計を楽しんでください。