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

公開: 2022-02-06

プリント回路基板（PCB）設計ソフトウェアを使用することは、エラーなしで効率的に高品質の設計を作成するための優れた方法です。

ソフトウェアがないと、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、設計の承認を待つの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、および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、生産を遅らせるエラーのリスクを恐れる必要はありません。代わりに、PCBソフトウェアを使用して、速度と精度で設計することができます。

そのため、PCB設計ソフトウェアを使用する場合、それらの多くが市場で入手可能であり、ニーズに最適なものを選択することは困難です。

心配しないで; 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、さまざまな電気部品を接続し、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、ほとんどすべての電子機器で使用され、ビルディングブロックを形成しています。これらは、2つの主要な機能に使用されます。

はんだ付けにより、外層の選択した位置に電子部品を組み立てる
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。異なる銅層間の電気的接続であるビアを追加するために、別のプロセスが実装されています。

PCBは、コンポーネントの端子を受け入れ、平面、トレース、およびその他の機能を使用して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？

プリント回路基板（PCB）の設計とは、PCBコンポーネントの設計、それらの組み立て、および電子回路に電力を供給するための回路基板上の電気接続を確立するためのルーティングを指します。そして、これを行うのに役立つソフトウェアは、PCB設計ソフトウェアと呼ぶことができます。

PCBソフトウェアのいくつかの機能は次のとおりです。

回路図面ページ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て編集するのに役立つ回路図面エディタ
プリント回路基板の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
電気接続を可能にするためにPCB上のさまざまなポイントを自動的に接続する自動ルーティング
さまざまなツールを使用したデザインルールチェックにより、電力、信号、EMCなどの観点から問題が発生する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、さまざまな設計者がリアルタイムで設計に取り組み、変更を加え、コメントを追加し、フィードバックを提供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：回路図のPCMダイアグラムを有形の回路基板に変換することにより、PCBの設計を開始できます。適切な場所でコンポーネントを組み立てるには、問題解決スキルを使用する必要があります。
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的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一意です。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、物理的なレイアウトに適合するかどうかを評価する機械エンジニアと設計を共有するのに役立ちます。

なぜPCB設計ソフトウェアが必要なのですか？

PCBの機械的構造には、複雑な部品が含まれている場合があります。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、高速、費用効果が高く、効率的にするのに役立ちます。

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

最初から設計、組み立て、電気接続について考える必要があるため、すべてをゼロから設計するには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する場合は、ソフトウェアに付属の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オプションが豊富に用意されています。これにより、設計にかかる時間を大幅に節約できるため、製品の納品を加速することもできます。

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、設計者は高品質の設計を簡単に作成できます。すべてを手動で行う代わりに、ソフトウェアのさまざまな機能を設計に活用できます。それは彼らの煩わしさを減らし、他の革新的な仕事に投資する時間を解放します。

設計性能のテストが容易

PCB設計の作成は、設計者の道の終わりではありません。彼らの設計はテスト段階を経て、エンジニアは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、面倒で、労力を要し、時間のかかるプロセスです。また、重大な設計上の欠陥をもたらし、最終製品の品質を低下させる可能性のある不正確さを伴う場合があります。

ただし、PCB設計ソフトウェアを使用すると、環境内で設計のパフォーマンス、強度、および実現可能性を仮想的にテストすることが容易になります。これにより、設計の問題やエラーをより正確にすばやく検出できます。その結果、設計を改善して、堅実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

PCB設計の詳細を提供するには、手動による方法では不十分な場合があります。これにより、何かを見逃したり、エラーを残し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、3D視覚化などの素晴らしい機能を利用して、あらゆる角度からデザインをチェックできます。これにより、デザインの細部を全体的に把握できるため、エラーを簡単に見つけることができます。

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、およびお金が必要です。また、デザインを変更する場合、全体的な支出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迅速なターンアラウンドタイムで実行できるコスト効率の高いアプローチです。また、ソフトウェアですばやく変更を加えたり、任意の段階で設計を変更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、トレースルーティング、コンポーネントアライメント、ルールチェックなど、設計レイアウトの改善に役立ちます。これらの機能は、PCB設計の品質を改善し、高品質のプリント回路基板（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、エンジニア起業家、および電子愛好家によってさまざまなユースケースで使用されています。 PCB設計ソフトウェアのアプリケーションのいくつかは次のとおりです。

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障害のあるコンポーネントを検出できます。これは、2Dソフトウェアでは不可能な場合があります。問題を検出して早期に修正することで、設計が本番パイプラインに入るのを防ぎ、不必要な時間とリソースの浪費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回路基板を作成するのに役立ちます。

次に、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す。

Altium Designer

最新で使いやすい最も強力なPCB設計ソフトウェアであるAltiumDesignerを入手してください。その設計環境により、エンジニアは、アイデアやブレーンストーミングからPCBレイアウト、ドキュメント、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をおもしろいと思うでしょう。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央モデルとして機能できる、まとまりのある単一のモデルを作成できます。

Altium Designerは、SOLIDWORKS、Autodesk Inventor、Autodesk Fusion 360、PTCCreoParametricなどの他のECAD/MCADと統合されています。これは、MCAD、チームワーク、データ管理、および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、いつでもデザインについてリアルタイムで他の人と協力して、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。チーム間の誤解を避け、本番環境の成功を促進するために、すべての重要なファイルを一元化された場所に保存できます。

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により、ネイティブ3DPCB設計で作業できます。このソフトウェアは、MCADソフトウェアと連携することにより、機械チームとの共同作業を容易にします。また、すべてを1つのツールで取得できるため、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を忘れてしまいます。

無料トライアルを利用して、設計ソフトウェアに必要な機能をテストしてください。サブスクリプションの年ベースおよび無期限の期間から選択できます。

Fusion 360

Fusion 360には、エンジニアリング、設計、製造、および電子機器が1つ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。それはあなたが機能、フィット感、形、そして主に美学を確実にしたい製品やツールをあなたに与えます。

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することにより、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機能を編集します。ソフトウェアを使うと柔軟性が感じられ、高品質な製品を簡単に作ることができます。

手動の電子ワークフローやファイル形式の交換は避けてください。完全なエラーのない製品を手に入れるのに苦労することがないように、Fusion360を使用できます。フル機能のPCB設計、回路図キャプチャ、および機械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。また、シミュレーションソフトウェアを使用して製品のパフォーマンスを確認し、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らないようにしてください。代わりに、単一のデータ管理ソフトウェアですべての設計とデータを表示します。

月額プラン42ドルから3年間プラン987ドルまでの3つの価格設定オプションがあります。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て、SiemensPCBflowの安全なクラウドPCBDFMツールを使用して設計の反復を減らします。実際のデータと詳細なエラーレポートを使用して自動化されたオンラインDFMを提供し、より多くのことを理解してよりスマートに機能します。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ValorNPIを利用しています。あなたがスタートアップであろうと企業であろうと、DFMは誰でもアクセスできます。高品質の製品を提供するためのリソースと時間を節約するように設計されています。頻繁なDFM分析により、品質を損なうことなく時間を節約し、時間内に最終製品を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適なサブスクリプションプランを選択してください。

DipTrace

DipTraceは直感的なインターフェースを提供するため、指定された時間枠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、差動ルーティング、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、回路図面をPCBに変換し、同じものに簡単に戻すことができます。さらに、形状ベースのルーターと手動ルーティングを使用して、設計機能をオンボードできます。

PCBレイアウトでは、高速信号、3Dプレビュー、Gerber、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してインポートします。このライブラリには、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、および編集ツールも用意されています。そのライブラリには、160,000個のパッケージ化されたコンポーネントと1,000万個を超えるパーツも含まれています。

DipTraceを使用すると、開発プロセスのどの段階でも設計を確認できます。また、3Dモデル生成ツールと11000を超えるパッケージモデルも提供しています。

フル機能の30日間の無料トライアルから始めましょう。このトライアルは、Windows 32、Windows 64、およびmacOSで利用できるようになりました。あなたがそれを好きなら、300ピンと2つの信号層のために75ドルで有料サブスクリプションを入手してください。

Ultiboard

Ultiboardは、カスタマイズ可能な環境で効率的な設計ルーティングとレイアウトを提供するPCB設計ソフトウェアです。プリント回路基板の設計はMultisimと統合され、PCBプロトタイプ開発を実行します。その柔軟なツールを使用して設計し、手動で精度を上げて重要なボード要素を定義できます。

Ultiboardの自動化された機能は、デザイン全体をすばやく完成させるのに役立ちます。高度なデザインウィザード、ツールボックス、およびスプレッドシートビューを使用すると、ボードレイアウトを簡単に管理、定義、および制御できます。さらに、前後の注釈は、より良い反復管理に役立ちます。

DXFやGerberなどの業界標準のファイルをエクスポートして、設計フローを完成させることができます（回路図からレイアウトまで）。さらに、Ultiboardは多くの電子ソリューションを提供しているため、電子部品の設計と製造中に取り残されることはありません。

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、および配信方法を定義し、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

ルートテクノロジーと高度なプラットフォームを提供するOrCADPCBDesignerを使用して、包括的なPCB設計ソリューションを入手してください。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、自動ルーティング、制約マネージャー、回路図キャプチャ、PCB編集、ルーティング、ミックスドシグナル回路シミュレーションなどのテクノロジーが含まれています。

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と配置機能により、生産性を最大化します。さらに、緊密なアプリケーション統合とデータの整合性を保証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を最大化します。

さらに、制約管理を使用して、設計が領域、ペア、長さのルールなどに基づく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フローとECADフローを橋渡しして、ニーズに応じた完璧な設計環境を実現できます。 IDX、およびIPC-2581。さらに、アナログ、コンストレイントデザインフロー、ミックスドシグナル、統合SIを使用してデザインを簡単に分析し、目標を達成できます。

OrCAD Capture CIS、OrCAD PSpice Designer、OrCAD Sigrity ERC、OrCAD PCB Designer Professionalなど、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、オープンソースでクロスプラットフォームの電子機器設計自動化プラットフォームです。 KiCADの回路設計エディタは、基本的な回路と複雑な設計をサポートしています。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数千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、電気規則チェッカーと統合SPICEシミュレーターで検証します。そのPCBエディターは、ソフトウェアを初めて使用する場合でも設計を容易にするのに十分簡単です。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、およびインタラクティブルーターにより、レイアウトタスクが簡単になります。その3Dビューアでは、正しい機械的適合を確認し、最終製品をプレビューすることもできます。

さらに、KiCad EDAにはレイトレーサーが組み込まれており、カスタマイズ可能な照明オプションを備えているため、真の画像を作成して同僚やチームと共有し、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、設計を開始します。

結論

PCB設計ソフトウェアは、大幅な時間とリソースを節約しながら、プリント回路基板を簡単かつ効率的に設計するのに役立ちます。また、設計のパフォーマンスを確認し、初期段階で修正して、高品質の設計のみを製造段階に送ることができるようにするのにも役立ちます。その結果、電気機器で優れた性能を発揮する堅牢で信頼性の高いプリント回路基板を製造できます。

新興技術は時間とともに成長し、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く選択してください。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、プリント回路基板の設計を楽しんでください。