Altium Designer でのボード設計における機械層の取り扱い
最もシンプルな基板であっても、回路を実装するトラックやパッド以外にも、設計の詳細が必要です。それは基板の寸法や製造の詳細かもしれませんし、コンポーネントのコートヤードや3Dコンポーネントモデルかもしれません。Altium Designerでは、このような追加情報は機械層に詳細が記されます。
機械層の使用方法は2つあります。
- 個別の機械層は、基板のアウトラインのように、特定の基板の面に適用されないタスクに使用されます。
- 一方、コンポーネントのコートヤードのように、特定の面に適用される詳細には、レイヤーのペアが使用されます。コンポーネント関連の詳細にペアが使用されるため、これらはコンポーネントレイヤーペアと呼ばれます。
これらの個別/レイヤーペアは、必要に応じて、印刷物や製造出力に含めることができます。
設計に機械層を追加する
機械層は、View Configurationパネルで追加、編集、削除されます。その表示状態もパネルで設定されます。設計スペースの右下にある 
ボタンを使用して、View Configurationを選択するか、L ショートカットキーを押してパネルを表示します。
- パネルのLayers領域のどこかを右クリックしてコンテキストメニューを表示し、追加の機械層やコンポーネントレイヤーペアを追加できます。
- 追加できる機械層の数に制限はありません。
- 機械層をダブルクリックして、レイヤー名を入力し、レイヤー番号を定義し、レイヤータイプを割り当てます。
レイヤーを削除するには、削除したいレイヤーを右クリックしてDelete Layerを選択します。レイヤーの使用方法によって、次の3つのオプションが表示されます：
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レイヤーが削除できない場合（削除できないコンポーネントのプリミティブが含まれている場合）、アクションを完了できないことを警告するエラーポップアップが表示されます。
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レイヤーが削除可能なプリミティブに関連付けられている場合、削除の確認を求めるポップアップが表示されます。
- レイヤーがプリミティブに関連付けられていない場合、確認なしでDelete Layerをクリックするとすぐに削除されます。
レイヤータイプ
レイヤータイプには2種類のセットがあります。1つは個々のレイヤー用、もう1つのセットはレイヤーペア用です。どちらのタイプも、Edit Layerダイアログで設定されますが、編集しているのが個々の機械層か、コンポーネントレイヤーペアかによって、ダイアログで利用可能なオプションが異なります。
レイヤータイプを設定するには、View Configurationパネルでコンポーネントレイヤーペア/機械層をダブルクリックして、Edit Layerダイアログを開きます。ダイアログで利用可能なオプションは、ダブルクリックした対象によって異なります。下の最初の画像はコンポーネントレイヤーペアのEdit Layerダイアログを示し、2番目の画像は機械層のEdit Layerダイアログを示しています。
Layer Typeのドロップダウンを使用して、必要なレイヤータイプを選択します。利用可能なレイヤータイプは以下で定義されています。
コンポーネントレイヤーペア
- 3D Body – このレイヤーは、コンポーネントの3Dモデルに使用します。3Dモデルは、PCBライブラリエディタで3Dボディオブジェクトのセットから作成するか、MCAD 3Dモデルをインポートすることで作成できます。コンポーネントの3Dモデルを含む方法についてもっと学びましょう。
- Assembly – コンポーネントの組み立てデータを描画/詳細にするために使用します。このレイヤーは、ドラフトマンボードアセンブリビューに含めることができ、ドラフトマンのコンポーネント表示プロパティダイアログでコンポーネントのGeometry Sourceとして選択できます。ドラフトマンについてもっと学びましょう。
- Coating – 保護コーティングが必要なコンポーネント領域を定義するために使用します。
- Component Center – コンポーネントの重心を示すために使用され、組み立て文書内でコンポーネント配置機によって使用される位置の視覚的な参照を提供します。
- Component Outline – コンポーネントボディのアウトラインを定義するために使用され、ボード上でコンポーネントが占める領域を表します。
- Courtyard – コンポーネントに必要な配置スペースを定義するために使用されます。通常、コートヤードはコンポーネントとパッドをアウトラインし、適切なクリアランスバッファーを持ちます（画像を表示 – 緑のアウトラインがコートヤードです）。カスタムフットプリントの作成についてもっと学びましょう。コートヤードレイヤーで定義された形状は、コンポーネント選択、コンポーネント領域の定義、およびコンポーネントに3Dボディが含まれていない場合の衝突検出にも使用されます。
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Designator – このレイヤーを使用して、
.Designator特別な文字列を配置します。このレイヤーペアは、コンポーネントのデザイネータを表示する必要がある組み立て図面に含めることができます。特別な文字列についてもっと学びましょう。 - Dimensions – コンポーネントに必要な寸法の詳細を定義するために使用されます。
- Glue Points – コンポーネントのグルードットを定義するために使用されます。
- Gold Plating – コンポーネントの選択的な金メッキ要件を定義するために使用されます。
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Value – このレイヤーを使用して、
.Comment特別な文字列を配置します。このレイヤーペアは、コンポーネントの値を表示する必要がある組み立て図面に含めることができます。特別な文字列についてもっと学びましょう。
機械層
- Assembly Notes – コンポーネントの装着順序や重要な組立指示の詳細を記載するために使用します。
- Board – ボード関連の指示や詳細にこのレイヤーを使用します。
- Board Shape – 全体のボードのアウトライン（ボード形状）にこのレイヤーを使用します。この機械層タイプは、ボード領域が自由プリミティブに変換されたとき（ボード計画モード、Tools » Convert » Explode Region to Free Primitives）にプリミティブを保持するために自動的に作成されます。
- Dimensions – ボードに必要な寸法の詳細を定義するために使用します。
- Fab Notes – 重要な製造ノートの詳細を記載するために使用します。
- Route Tool Path – 機械的な配線情報を含むレイヤーを示すために使用します。このレイヤータイプを使用する際にはユーザー定義の名前を許可されていないことに注意してください（画像表示）。
- Sheet – 外部ドキュメントの描画テンプレートの境界を定義するためにこのレイヤーを使用します。下記のシート表現と設定セクションで詳細を確認してください。
- V Cut – Vカットの詳細を定義するために使用します。Vカットは、回路基板の上部と下部に「v」の溝を切り、基板のパネルを一緒に保持するために最小限の材料を残すことによって、回路基板を分割するために使用されます。
機械層の表示
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レイヤー名の横にある表示アイコン (
) をクリックして、その機械層の表示をオンまたはオフに切り替えるか、レイヤー名を選択してSpacebarを押します（これはコンポーネントレイヤーペアの両レイヤーの表示を切り替えます）。
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機械層には追加の表示機能があります。シングルレイヤーモードで表示されるように設定することができます。機械層の表示アイコンをCtrlを押しながらクリックすると、Display in Single Layer Mode機能を有効にできます。表示アイコンが変わり、このレイヤーがこの機能を有効にしていることを示します (
)、Ctrl+クリックで再度このモードを無効にします。
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機械層は、3D設定がColors - By Layerを使用している場合、3D表示にも含まれます。現在表示に設定されている機械層が表示されます。
機械層とコンポーネント層のペア
ある状況では、機械層に含まれる追加の詳細が一度だけ必要とされることがあります。例えば、コンポーネントのロード順序と重要な組み立て指示を詳述する組み立てノートです。このような状況では、標準の機械層が追加され、名前が付けられ、可能であればその層のタイプが指定されます（これについては後述します）。
追加の詳細がコンポーネントに必要な場合、例えば、コンポーネントのコートヤードのアウトラインの場合、2つの機械層が割り当てられる必要があります：1つはコンポーネントがボードの表側に配置されたときのコートヤードの詳細を保持する層、もう1つはコンポーネントが裏側に反転した場合の同じコートヤードの詳細を保持する機械層です。
このような状況では、機械層のペアがコンポーネント層のペアとして追加されます。機械層がコンポーネント層のペアとして追加されると、表示設定パネルのComponent Layer Pairsセクションに表示されます。以下のように表示されます。
ユーザー定義のコンポーネントレイヤーペアが追加されました。
- コンポーネントレイヤーペアは任意の数定義できます。
- レイヤーペアにはレイヤータイプを割り当てることもできます。
- 設計スペースでは、ペア内の2つのレイヤーがTop <LayerPairName>およびBottom <LayerPairName>という命名で別々のレイヤータブに表示されます(画像を表示)。
- PCBライブラリエディタでは、コンポーネントフットプリントに必要な追加の設計オブジェクトがトップペアレイヤーに配置されます。ボードの裏側にコンポーネントが反転されると、ペア内のトップレイヤーの内容が自動的にペア内のボトムレイヤーに反転されます。
- PCBライブラリで定義されたコンポーネントレイヤーペアにレイヤータイプが割り当てられている場合、そのレイヤーを使用するコンポーネントが配置されると、そのレイヤーペアはPCB上に自動的に作成されます。PCBにそのレイヤータイプのコンポーネントレイヤーペアが既に存在する場合、それらのレイヤーの内容は適切にマッピングされます。
- ライブラリ内でレイヤータイプが割り当てられていないPCBライブラリで定義されたコンポーネントレイヤーペアの場合、個々の機械層がPCB上に作成されます。この状況では、コンポーネントを配置する前に、ソフトウェアがレイヤータイプでマッチングできない場合に備えて、PCB上で同じレイヤー番号を使用してコンポーネントレイヤーペアを事前に定義します。
レイヤータイプを割り当てる利点
機械層の使用を管理する一般的な方法は、必要な機械層の機能ごとに専用のレイヤー番号を割り当てることです。この方法は、すべての設計者が同じレイヤー割り当ておよび番号付けスキームに従うことを要求します。また、同じ割り当ておよび番号付けスキームに従わない他のソースからコンポーネントを取得した場合には、問題が生じる可能性があります。異なるスキームが使用されていた場合、設計オブジェクトは現在の機械層からその機能に割り当てられた機械層に移動する必要があります。
この問題は、Layer Typeプロパティの導入によって解決されます。コンポーネントがライブラリからPCBエディタに配置される場合、あるいはライブラリ間でコピーされる場合、またはIPC Footprint Wizardによって作成される場合、既存のレイヤータイプ割り当ては、それらのレイヤータイプに割り当てられた機械層番号に関係なく自動的に一致します。オブジェクトは、それらのレイヤータイプに従って正しいレイヤーに配置されます。ソフトウェアがレイヤータイプによる一致を行うことができない場合は、レイヤー番号による一致にフォールバックします。
個々の機械層とコンポーネントレイヤーペアの両方について、事前に定義されたタイプのリストからレイヤータイプを選択できます。以下の画像は、利用可能なレイヤータイプのリストを示しています。以下に示すダイアログにアクセスするには、個々のレイヤーを右クリックし、メニューからEdit LayerまたはAdd Component Layerコマンドを選択します。
事前に定義されたタイプのリストからレイヤータイプを選択します。個々の機械層は左に、コンポーネントレイヤーペアは中央に、新しいコンポーネントレイヤーは右に表示されます。
レイヤータイプが割り当てられたレイヤーの命名
レイヤータイプが割り当てられると、レイヤーのレイヤー名プロパティは自動的にレイヤータイプと同じ名前に変更されます。必要に応じて、ユーザー定義の名前を入力して上書きすることができます。レイヤーにユーザー定義の名前とレイヤータイプが割り当てられている場合、両方が表示され、レイヤータイプは括弧内に表示されます。以下は、レイヤーペア GP (Gold Plating) について示しています。
ルートツールパスレイヤータイプ
先ほど説明した命名の振る舞いには一つ例外があります。それは、Layer TypeがRoute Tool Pathに設定されている場合、ユーザー定義の名前は許可されません。これは、ソフトウェアの古いバージョンがルート情報（ルート情報とも呼ばれる）を含むレイヤーを識別するためにRoute Tool Pathレイヤーの名前を使用しているためです。このレイヤーの命名を固定することで、古いバージョンでも設計が正しく機能し続けることが保証されます。
Route Tool Pathレイヤータイプは、機械的な配線情報を含むレイヤーを示すために使用されます。このレイヤーを使用する一般的なアプローチは、ボードの形状の外側にトラックとアークを配置して、加工パスと幅を定義することです。固定部分はボードをパネル内に保持するために残され、その後、各固定部分に小さな穴を一連で配置して穿孔（しばしばマウスバイトと呼ばれる）を作り、組み立てプロセスが完了したらボードをパネルから抜き出すことができるようにします。
ボードが3Dモードで表示されると、ルートツールパスレイヤーで検出されたオブジェクトは、下に示すように、ボード内のルーテッドスロットとして表示されます。
ルートツールパスレイヤーで検出されたオブジェクトは、3D表示モードでルーテッドボードを視覚化するために使用されます。
ボード形状ダイアログの線/円弧プリミティブを使用して、トラックと円弧でボード形状の外側をトレースします。Route Tool Outlineオプションをダイアログで有効にすると、オブジェクトがボード形状の端に沿って中央に配置されるのではなく、ボード形状の外側に配置されます。一部の設計者は、実際のボードファイルにこの詳細を含めるのではなく、組み込みボードアレイ機能を使用してアセンブリパネルを作成する際に製造情報を追加することを好みます。
番号付き機械層から層タイプへの移行
可能な限り、ソースライブラリを編集してレイヤータイプを割り当てることをお勧めします。コンポーネントのフットプリントがライブラリから配置（またはコピー）されると、そのレイヤータイプの機械層とコンポーネントレイヤーペアが自動的にターゲットボード（またはライブラリ）に作成されます（存在しない場合）。それらのレイヤータイプがターゲットボード（またはライブラリ）に既に存在する場合、レイヤーの内容は自動的に正しいレイヤーにマッピングされます。
レイヤータイプが割り当てられたユーザーレイヤーは、コンポーネントがボード上に配置されると自動的に作成またはマッピングされます。カーソルを上に置くと、ボード上のコンポーネントが表示されます。
シートのプレゼンテーションと設定
外部ドキュメントの描画テンプレートの境界を定義するために、Sheetタイプの機械層を追加します。
シート設定は、シートの左下隅のX/Y値、Width、およびHeightに関して、ボードモードのプロパティパネルでカスタマイズできます。 Get Size From Sheet Layerオプションが有効になっている場合、シートの背景は、Sheet機械層に配置されたオブジェクトのセットの境界矩形から自動的に計算されます。
シートの背景の色と可視性は、View ConfigurationパネルのSystem Colorsセクションで設定されます。色ボタンをクリックしてシートラインとエリアカラーの色を変更します。
/
を切り替えてシートの表示/非表示を切り替えます。
出力に機械層を含める
機械層は、ボード設計、製造、組み立て、製品文書化の際に使用される情報の詳細を記述するために、幅広いタスクに使用されます。これらの要件をすべてサポートするために、機械層は印刷や出力ファイル生成を含む、すべての形式の層ベースの出力生成で除外または含めることができます。
印刷出力
設計に存在するレイヤーは、機械層を含む任意のレイヤーを、PCBプリントアウトの仕様に含めることができます。プリントアウトは、必要なレイヤーを追加し、その順序を印刷ダイアログで設定することによって構成されます。
機械層にオブジェクトを配置することで、非常に詳細な製造および組立図面を作成できます。 ► PCBプリントアウトの設定についてもっと学ぶ
生成される出力
GerberやODB++などの製造タイプの出力では、機械層を出力レイヤーとしてプロットに含めることができるほか、プロットされる各レイヤーに詳細を追加することもできます。出力は、ODB出力ジェネレーターを使用してOutputJob設定ファイル（*.OutJob）で設定された出力ジェネレーターが実行されると生成されます。
機械層はプロットすることも、必要に応じてすべてのプロットに追加することもできます。
► 製造のためのデザインの準備についてもっと学ぶこちら