コンポーネント配置とボードの配線

PCB上のコンポーネントの配置

PCB設計は配置が90%、配線が10%だという言葉があります。各々の割合については議論の余地がありますが、良いコンポーネントの配置は良いボード設計にとって重要であることが一般的に認められています。配線を行う際に配置を調整する必要があるかもしれないことも覚えておいてください。

コンポーネントの位置決めと配置オプション

コンポーネントをクリックして保持し、移動させるとき、Snap to Centerオプションがオンになっている場合、そのコンポーネントは参照点で保持されます。参照点は、ライブラリエディターで構築されたときのコンポーネントの0,0座標です。

Smart Component Snapオプションを使用すると、この中心にスナップする動作をオーバーライドし、代わりに最も近いコンポーネントパッドにスナップすることができます。これは、特定のパッドを特定の位置に配置する必要がある場合に便利です。

参照点で常にコンポーネントを保持するには、Snap To Centerを有効にします。Smart Component Snapは、特定のパッドに合わせて配置する必要がある場合に便利です。

コンポーネントの配置

これで、基板上の適切な場所にコンポーネントを配置できます。

コンポーネントを移動するには、以下のいずれかの方法を使用します：

• クリック＆ドラッグでコンポーネントを必要な場所に移動し、Spacebarで回転させてから、マウスボタンを離して配置します。
• Edit » Move » Component コマンドを実行し、コンポーネントをクリックして拾い上げ、必要な場所に移動し、必要に応じて回転させてから、クリックして配置します。完了したら、右クリックしてMove Componentコマンドから抜けます。

ボード上に配置されたコンポーネント。

ボードのインタラクティブな配線

メインページ： インタラクティブ・配線

配線とは、基板上でコンポーネントのピンを接続するためにトラックやビアを配置するプロセスです。PCBエディタは、洗練されたインタラクティブ・配線ツールを提供することで、この作業を容易にします。

このチュートリアルのセクションでは、基板の配線を行います。インタラクティブ・配線ツールは、トラック配置のためのカーソルガイダンス、接続のシングルクリック配線、障害物のプッシュ、既存の接続の自動追跡など、直感的な方法で配線の効率と柔軟性を最大化するのに役立ちます。これらはすべて、適用可能な設計ルールに従って行われます。

インタラクティブ・配線の準備

設定ページ： PCBエディタ – インタラクティブ・配線

配線を開始する前に、PreferencesダイアログのPCB Editor – Interactive Routingページでインタラクティブ・配線オプションを設定してください。

インタラクティブ配線オプションを設定します。

配線の時間

• インタラクティブ配線は、ルートボタンをクリックするか、配線コマンド（Route » Interactive Routing、ショートカット：Ctrl+W）を選択することで起動します。
• PCB上のトラックは一連の直線セグメントから構成されます。方向が変わるたびに、新しいトラックセグメントが始まります。また、デフォルトでは、PCBエディタはトラックを垂直、水平、または45°の向きに制約し、簡単にプロフェッショナルな結果を得られるようにします。この動作はニーズに合わせてカスタマイズできますが、このチュートリアルではデフォルトを使用できます。
• ボードのトップレイヤーにトラックを配置する際は、接続線（ラッツネスト）をガイドとして使用してください。
• 配線が目標のパッドに到達すると、ソフトウェアはその接続を自動的に解放し、次の接続線をクリックする準備ができた状態でインタラクティブ配線モードに留まります。

ボードの配線が行われているシンプルなアニメーションです。Ctrl+クリックで自動完成を使用して多くの接続が完了しています。

インタラクティブ配線モード

PCBエディタのインタラクティブ配線エンジンは、特定の状況に対処するのに役立ついくつかの異なるモードをサポートしています。Shift+Rのショートカットを押して、インタラクティブにルートを作成する際にこれらのモードを切り替えます。現在のモードはステータスバーとヘッズアップディスプレイに表示されます。

配線のヒントとコツ

PCBエディターには、インタラクティブ配線プロセスをより効率的にするための機能が含まれています。これには、配線中に使用するコマンド内ショートカット、ステータスバーとヘッズアップディスプレイを通じた詳細なフィードバック、配線する際にクリアランス境界を表示する機能があります。

配線ショートカット

配線中に役立つショートカット：

インタラクティブ配線中のフィードバック

ネットを配線する際には、ネットの名前や現在の幅設定を知ることが重要です。この情報は、ヘッズアップディスプレイやステータスバーに表示され、配線中に多くの有用な詳細を提供します。配線可能なスペースの量を視覚化するのに役立つ優れた機能は、他のすべてのネットオブジェクトの周囲にクリアランス境界を表示する能力です。下の画像がこれを示しています。12Vネットが配線されている間、他のすべてのネットオブジェクトは、チュートリアルの前に定義された適用可能な電気的クリアランス制約によって定義されたクリアランス境界を表示します。配線中にこの境界を越えることはできません。

• Shift+Hを押してヘッズアップディスプレイのオン/オフを切り替えます。PreferencesダイアログのPCB Editor – Board Insight Modesページで、ディスプレイの内容、色、フォントを設定します。
• Ctrl+Wを押してクリアランス境界のオン/オフを切り替えます。

既存のルートの変更と再配線

既存のルートを変更するには、再配線または再配置の2つのアプローチがあります。

既存のルートの再配線

• 接続の経路を再定義するために、接続を解除する必要はありません。新しい経路の配線を開始するには、ルートボタン をクリックします。
• ループ削除機能を使用すると、ループを閉じて右クリックして終了を示したときに、冗長なトラックセグメント（およびビア）が自動的に削除されます（ループ削除機能はチュートリアルの前に有効にされました）。
• 必要に応じてレイヤーを切り替えながら、任意の点で新しいルートパスの開始と終了ができます。
• 下のアニメーションに示されているように、障害物無視モードに切り替えて一時的な違反を作成することもできます。これは後で解決します。

既存の配線を変更するために使用されるループ除去機能を示すシンプルなアニメーション。

既存のルートの再配置

• ボード上でトラックセグメントをインタラクティブにスライドまたはドラッグするには、下のアニメーションに示されているように、クリックして保持し、ドラッグします。デフォルトのドラッグ動作は、PCB Editor – Interactive RoutingページのPreferencesダイアログで設定されています。
• PCBエディターは、接続されたセグメントとの45/90º角度を自動的に維持し、必要に応じてそれらを短縮または延長します。

既存の配線を変更するためにトラックドラッグを使用している簡単なアニメーション。

インタラクティブスライディングのヒント

• PCB Editor – Interactive RoutingページのUnselected via/trackおよびSelected via/trackオプションを使用して、デフォルトの選択してからドラッグするモードを変更します。Preferencesダイアログ。
• ドラッグ中、配線競合解決モードも適用されます（無視、プッシュ、ハグNプッシュ）。トラックセグメントをドラッグするときにShift+Rを押して、モードを切り替えます。
• 既存のパッドとビアは飛び越えられ、プッシュモードが有効で必要かつ可能であれば、ビアがプッシュされます。
• 90ºコーナーを45ºルートに変換するには、コーナーの頂点でドラッグを開始します。
• ドラッグ中、カーソルを移動させて、パッド（上記参照）などの既存の動かないオブジェクトにホットスポットをスナップさせることができます。これを使用して、新しいセグメントの位置を既存のオブジェクトと整列させ、非常に小さいセグメントが追加されるのを避けます。
• 単一のセグメントを分割するには、まずセグメントを選択し、次に新しいセグメントを追加するためにカーソルを中心の頂点に位置づけます。
• スライディング中にTabを押して、インタラクティブスライディングモードのPropertiesパネルにアクセスし、スライディング設定を変更できます。

配線衝突モードをプッシュに設定することで、複数のトラックをドラッグする例。

3Dでボードを見る

Altium Designerの強力な機能の一つは、ボードを3次元オブジェクトとして表示できることです。View » 3D Layout Mode コマンドを実行するか、3 のショートカットを押して3Dに切り替えます。ボードが3次元オブジェクトとして表示されます。以下にチュートリアルボードが示されています。

以下のコントロールを使用して、ビューをスムーズにズームしたり、回転させたり、さらにはボードの内部を移動することもできます：

• ズーミング - Ctrl+右クリック、ホールド＆ドラッグ、またはCtrl+マウスホイール、またはPgUp / PgDnキー。
• パンニング - 右クリック、ホールド＆ドラッグ、または標準のWindowsマウスホイールコントロール。
• 回転 - Shift+右クリック、ホールド＆ドラッグ。Shiftを押すと、下の画像に示されているように、現在のカーソル位置に方向性のある球体が表示されることに注意してください。モデルの回転動作は球体の中心（Shiftを押す前にカーソルを位置させて球体を位置付ける）を中心に以下のコントロールを使用して行われます。必要なコントロールをハイライトするためにマウスを動かし、次に：
  • 中心点がハイライトされたときに球体を右クリック、ホールド＆ドラッグ - 任意の方向に回転。
  • 水平矢印がハイライトされたときに球体を右クリック、ホールド＆ドラッグ - Y軸周りにビューを回転。
  • 垂直矢印がハイライトされたときに球体を右クリック、ホールド＆ドラッグ - X軸周りにビューを回転。
  • 円弧がハイライトされたときに球体を右クリック、ホールド＆ドラッグ - Z平面周りにビューを回転。

Shiftを押し続けると3Dビューの方向スフィアが表示されます。その後、右クリックしてドラッグすると回転します。

3Dで作業するためのヒント

• Lを押して3D Layout Modeの時にView Configurationパネルを開き、3Dビュー表示オプションを設定できます（View OptionsタブのGeneral Settingsと3D Settingsセクション内）。
• 3D表示色にはリアルまたはレイヤー別を使用でき、これは2Dレイアウトモードで定義されたレイヤー色です。いくつかの3D設定が定義されています。View ConfigurationパネルのビView OptionsタブのGeneral Settingsでこれらを探索してください。例えば、上の画像ではAltium 3D Dk Green設定が適用されています。
• レイヤー色を設定するコントロールの他に、基板の厚さ（垂直スケーリング）も設定でき、これはPCB内の内部レイヤーや相互接続構造を調べるのに便利です。3Dレイヤーには透明度設定があり、このスライドを動かしてそのレイヤーのオブジェクトを「透視」できます。
• 3Dボディを表示するか隠すかを選択できます。
• コンポーネントを3Dで表示するには、各コンポーネントに適切な3Dモデルがフットプリントに含まれている必要があります。3Dボディの取り扱いページを参照して3Dモデルを含める方法について学び、3Dボディを扱うための追加ツールページを参照してモデルをフットプリントに配置する技術について学んでください。
• コンポーネントメーカーのウェブサイト以外にも、3Dモデルは以下でも入手可能です：
  • デザイナーがモデルを共有するコミュニティポータルウェブサイト、例えば3D Content CentralやGrabCAD。
  • PCB 3Dを含む、増え続ける商用3Dサイト。