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DesignSpark PCB のクイックスタートガイド

DesignSpark PCB(DSPCB)のクイックスタートガイド

この記事は基板CADに触れたことがない、またはDesignSpark PCBを使い始めの方が基本的な操作方法を習得できるようになるためのクイックスタートガイドです!

以下ではDSPCBをダウンロードしてアクティベーションした後の状態から、回路図とPCBレイアウトを作成して実際に製造するためのクイックガイドを例を用いて解説しています。

DSPCBでは設計ステップを支援するウィザードが用意されており、簡単な選択プロセスで直感的に操作することができます。

プロジェクトの作成

では実際にデザインを作成していきましょう!最初のステップは回路図とPCB設計を含む“プロジェクト”を作成していきます。

FileからNewを選択してProjectにチェックを入れます。新規プロジェクトを専用のフォルダを作成しその中に保存します。そのフォルダには今後プロジェクトで使用する全ファイルを保存していきます。

Creating a Project

DesignSpark PCBに作成したプロジェクトの新しいタブが追加されているのがわかります。

New tab in DSPCB for the created project

回路図シート(Schmatic)を追加

次に回路図シート(schematic sheet)をプロジェクトに追加します。

先ほどと同様にFileからNewを選択して、今度は“Schematic Design”を選択します。その際に「use Technology File」にチェックを入れ、プルダウンリストから希望のテクノロジーファイルを選択しましょう。最初はDefault(white)がお勧めです。

Add a schematic sheet

”Add to Open Project”にもチェックが入っていることを確認して<OK>をクリックします。

name the schematic sheet and click save

保存先指定ウインドウで回路図シートに好きな名前を付け、<Save>をクリックしてプロジェクトに追加します。DSPCBに戻ると回路図シート用の新しいタブが生成され、プロジェクトタブ内にも追加されているのが確認できます。

では、この状態から回路図の設計を開始していきます!以下は設計を始めるために必要な最低限の操作です。

Add Component(部品を追加する):左のバーや上にあるメニューバーのAddから選択できるComponentではライブラリにアクセスして、コンポーネントを回路図シートに追加することができます。

Add Schematic Connection(配線の追加):同じく左のバーや部品の配線部分をダブルクリックすることで配線モードになり、コンポーネント同士を接続することができるようになります。

Help:メニューバーにあるHelpにはオンラインリソースにアクセスできる便利なリンクや、ショートカットキーに関するドキュメントを閲覧することができます。

Screen showing Add component, Add Schematic and Help

ではこれらの操作を行って回路図シートを完成させましょう!

設計が完了できました!

上で説明したのはあくまで“最低限”の操作です!DSPCBでは他にも多くの便利な機能を兼ね備えています。詳細についてはこの記事の最後に載せていますのでぜひご覧ください!

インストール直後ではライブラリはデフォルト状態で部品点数も多くありません。それは不必要なライブラリをできるだけ無くして、ライブラリが乱雑になるのとデータが重くなるのを防ぐためです。必要なライブラリができた場合は必要な分だけオンラインリソースからダウンロード、または自作することで追加できます。

ユーザーライブラリの構築方法やオンラインリソースの活用方法については以下のリンクから参照できます。

PCB Part Library

SnapEDA

プリント基板デザイン(PCBレイアウト)を作成

では下の回路図を例にプリント基板デザイン(PCBレイアウト)を作成していきます。

Create your PCB

先ほど説明したように設計の各ステップでは簡単な選択と<Next>をクリックするだけで次のステップに進むことができる「Wizard(ウィザード)」を使っていきます。

では最初にToolsメニューから“Translate to PCB...”を選択します。

*もしPCBレイアウト作成後に設計変更を加える場合は、すでにコンポーネントが配置されているPCBレイアウトがありますので“Forward Design Changes...”を使用し変更を加えた部分だけをPCBレイアウトに書き換えることが可能です。.Tools Menu - translate to PCB

ウィザードが開始され、イントロダクションが表示されます。<Next>を押しましょう。

New PCB Wizard Starts

ここではTechnology File(テクノロジーファイル)を選択します。テクノロジーファイルは回路図シートの時にも使用しましたが、レイアウトに使用する典型的なセットやパラメータが記されています。テクノロジーファイルについてはあまり気にせず、下画像のような状態であれば設計が容易にできるPCBデザインが作成されます。

*テクノロジーファイルについて
テクノロジーファイルは設計をしていく中での操作ルールや回路図の色などが記されており、その設定をDSPCBが読み込むことによりそのルールに従って機能します。またこのパラメータは変更可能で、ユーザーにあったルールを設定することが可能です。上級者は設定を自分好みにし、そのファイルを出力して別のPCに移植することで別環境でも同じ操作ルールで動かしています。

まずは慣れるために“Double Sided(両面)”を選択することをお勧めします。これはsingle sided(片面)で設計する場合にも有効で、必要な配線を下側に配置するだけです。さらに上面に銅トラックを配置することでリンクワイヤーをシミュレートし、チェックのための接続性を提供することができます。

次に単位や小数点以下の桁数である“precision(精度)”を選ぶことができます。DSPCBではすべて最大の精度で動作しているため、これはあくまで「表示」するための桁数であることに注意が必要です。

上記の項目を設定したら<Next>で次に行きます。

Specify required PCB Technology

次のウインドウでは“Use Layers From Chosen Technology”を選択し<Next>をクリックするだけです。

この時点でレイヤを選択しなくても必要なレイヤはすべてプログラムによって作成されます。

Specify which layers are required

ここで基板サイズを選択しますがこれはPCBレイアウト中でも簡単に変更できるので特に変更せず、<Next>をクリックして次に進みます。

Define your board outline

コンポーネントの配置は“Arrange Outside the Board”を選択します。これでPCBレイアウト生成時にコンポーネントが外形の外に置かれ、ユーザーが配置しやすいようになります。チェックをつけて<Next>をクリックします。

specify component placement

最後にPCBデザインの名前を指定するとプロジェクトフォルダに保存されます。<Finish>をクリックし、デザインを生成しましょう!これでレイアウト作業を開始できます。

Provide name for the PCB

今回の回路図例では下画像のようなレイアウトが生成されました。

部品は基板領域(緑色のボックス)の外側にあり、各パッドは「エアワイヤー」や「ラバーバンド」と呼ばれるネット接続線(黄色い線)で示され、その様子は「ッツネスト(ネズミの巣)」と呼ばれています。

この状態から各コンポーネントを選択して基板上に配置し、黄色のラッツネストをダブルクリックし、銅トラック配線に置き換えていきます。

Select component and position then route copper

コンポーネントを選択するには操作したいコンポーネントの一部にマウスカーソルを合わせてShift + LMB(マウス左クリック)を使用するとコンポーネント全体と関連するテキストが選択されます。この状態でコンポーネントを任意の場所に移動しクリックして配置を完了します。

向きを変えるにはコンポーネントを選択した状態で、ショートカットキーの“R”で90度回転させることができます。もちろん任意の角度に回転することも可能で、選択した状態でプロパティを選択してComponentタブのAngleの項目で任意の角度を設定してください。

なお、ショートカットキー“F”ではコンポーネントを基板の反対側に反転させることができます。

下画像では部品の位置と向きが完了し、配線がされていないことを示すエアワイヤーが複数表示されている状態になっています。

Example with components positioned

配線は自動配線のほか、一方の端子やエアワイヤーをダブルクリックしてなる配線モードによる手動配線で行います。配線モードでは基本的に直線でしか引けず、方向を変えたい場合は方向を変えたい場所でクリックすることでそれまでの配線が固定され、所望の方向に引けるようになります。

下画像は配線が終わった状態の例です。エアワイヤーがすべて消え、代わりに赤配線(表配線)青配線(裏配線)になっていることがわかります。

example board with finished routing

プリント基板を製造しよう!

ではプリント基板のデザインが完成したら、次はそれを実際に作っていきましょう!

DSPCBではプリント基板の多くのメーカーが採用しているガーバープロットを作成できます。詳細は以下のリンクを参照してください。> ガーバープロットファイルの作成方法

また、ユーザー自身で製造するためのPDFプロットを作成することも可能です。
> PDFアートワークのプロットを作成する方法

その他プリント基板製造についての詳細な説明はOutput documentsにある他の記事を参照してください。

・製造前チェックを忘れずに!

製造の前には必ず配線や部品の配置などチェックすることを忘れないで下さい。DSPCBにはそのチェックをしてくれる機能があります!

その機能はDRC(Design Rules Check)です。DRCはトラックの幅や間隔、シルクスクリーンの文字の重なりなどデザインの基本的な部分をチェックするものです。詳細> プリント基板のレイアウトの確認方法

こちらのガイドでは意図した通りのデザインに仕上げるためのチェックポイントをさらに詳しく解説しています。

・オンラインリソースを活用しよう!

デザインの経験や要求が増えるにつれて、創造性と生産性を高めるためにより多くの機能やコンポーネントを利用できるようになります。反面、機能に関することなどで疑問・問題が出ることが増えます。その際には“ヘルプ”ファイルのほかに、オンラインリソースを活用してみてください!
詳細> DesignSpark PCB Tutorials, Guides, Videos and articles
DesignSpark PCB関連の記事> DesignSpark PCB Articles

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