Top 10 Best PCB Design Tools

Top 10 Best PCB Design Tools

If you’re looking for a PCB design tool that is easy to learn and use, you’ve come to the right place. Here you’ll find a list of the top 10 best PCB design tools, including AutoTRAX DEX PCB, EasyEDA, and gEDA. These tools can be used by beginners as well as seasoned designers.

イージーイーディーエー

EasyEDA is an excellent PCB design tool that is free and easy to use. Its design software features a huge library of more than 500000 component symbols and an extensive tutorial. The platform is also user-friendly and convenient to use from anywhere. This tool also comes with the option of ordering PCBs or prototyping.

The design program lets you create common libraries of parts with a few clicks. It supports direct links to over 200,000 real-time, in-stock components from LCSC. It also features a search bar that enables you to quickly locate any part you need.

gEDA

gEDA is a free tool that makes it easy to design and assemble PCBs. It is compatible with the most popular PCB layout software and supports multiple platforms. The gSch2pcb suite includes utilities for schematic/netlist import, checking design rules, auto-router, trace optimiser, and RS-247X data generation. gEDA also offers a gerber file viewer. Gerber files are used for many PCB operations and are the standard data format for PCB design.

gEDA is available under the GPL (General Public License), which means that users and authors are given certain rights. This allows gEDA to be free of vendor lock-in, independent of proprietary software, and available with full source code. Because of the GPL license, gEDA can be freely redistributed, improved, and ported to other platforms. Moreover, it is free and will always be updated.

AutoTRAX DEX PCB

The AutoTRAX DEX PCB design tool is a full-featured electronic development environment (EDA) with comprehensive tools for managing designs from concept to production. It can work in collaboration with MCAD and ECAD software, and manage design data and documentation to support the entire design process from concept to manufacturing.

AutoTRAX DEX PCB consists of integrated PCb design software and an intuitive hierarchical undertaking manager. It is an EDA for electronics engineers, with professional features that are essential to the 21st century electronic design industry. It’s a great solution for those looking for a powerful, user-friendly EDA that can replace antiquated methods.

Fritzing

PCBデザインツールをお探しなら、Fritzingが最適です。このソフトウェアはクリーンなユーザーインターフェイスが特徴で、高品質な回路を作成するために必要なすべてのツールを提供します。回路図の編集には、トレースの幅や配置の変更など、さまざまなオプションが用意されています。ガーバーファイルの生成も可能です。また、Auto Routerと呼ばれる機能があり、銅トラックを自動的に配線することができます。

Fritzingはユーザーフレンドリーで、初心者やPCB設計の経験がない人にも最適です。Arduinoボードを接続し、コンポーネント間の接続を視覚化することができます。また、精度を確認するための回路シミュレーションも可能です。これは、後で費用のかかるエラーを避けることができるので、時間と費用を節約することができます。

ゼニットPCB

ZenitPCBは無料でダウンロードして使用できる強力なPCBデザインツールです。初心者や学生にとって多くの便利な機能を提供しています。しかし、回路図をレイアウトに変換する機能など、このツールに物足りなさを感じるユーザーもいるかもしれません。さらに、このPCBデザインソフトウェアは最大1000ピンのみをサポートしており、使い勝手が制限されています。

ZenitPCBは使いやすく、コンパクトで直感的なインターフェースを備えています。メイン・ワークスペース、アプリケーション・ボタン、クイック・キー、プロジェクト関連情報など、いくつかのセクションに分かれています。また、パーツやネットリストのライブラリ、各種操作のショートカットも用意されています。また、無料のウェブベースのオートルーターも装備されています。

PCB設計用ツール

PCB設計用ツール

ガーバー・パネライザー

GerberPanelizerはPCBデザインを作成するための補助ツールです。レイアウトを編集し、最終的にマージされたガーバーファイルとしてエクスポートすることができます。一度エクスポートされたガーバーファイルはロックされ、編集や変更はできません。エクスポートにはイメージレンダリングも含まれます。

しかし、完璧なソリューションではない。基板をパネル化するには素晴らしいツールだが、このツールは柔軟性に欠ける。基板エッジに沿ってフィデューシャルを追加し、片側に沿ってM4ホールを追加する必要があります。とはいえ、このプログラムは非常に使いやすく、PCB設計のための優れたツールです。現在改良中で、次のバージョンでアップデートされる予定です。

ガーバーパネライザーはPCB設計のための強力なツールです。PCBを自作する人やオープンハードウェアに興味のある人にはとても便利です。大きな欠点は、サポートなしで提供され、機能が壊れやすいことです。GUIはウィンドウベースでモノラルです。

ガーバー・パネライザーのメイン画面には、すべてのCAMステップがリストアップされています。ステップをクリックすると内容が表示されます。ステップ名をクリックすることもできます。

ガーバー

Altium Designer でガーバーファイルを生成すると、1つのファイルで複数の基板レイアウトを作成できます。ガーバーファイルは、PCB 製造とアセンブリの要件を記述するファイルです。ソルダーマスク、シルクスクリーン、ドリルホールのテンプレートが含まれます。このタイプのファイルはPCBメーカーにエクスポートできます。

また、右クリックメニューの Add Insert コマンドで、パネルにオブジェクトを挿入することもできます。ボードにオブジェクトを挿入するには、ボード上で右クリックし、親ステップまたはカンパネルに配置します。以前に適用した通気パターンを必ず削除してください。そうしないと、データが枠なしで表示されます。

片面デザインを作成し、ガーバーとしてエクスポートすることもできます。このためには、CAM ドキュメントのトップレイヤーを "top "に設定し、PCB をパネル化する必要があります。その後、ガーバーをプロジェクトで作成されるボックスに追加します。

Altium Designer はガーバーパネライザ機能をサポートしており、複数のデザインで基板レイアウトを作成できます。ガーバーパネライザを使用すると、同じパネル上に異形や複数のデザインを持つ PCB を設計できます。

キキット

パネル化されたプリント回路基板の作成は時間のかかるプロセスですが、それをスピードアップする最良の方法はKiKitツールキットを使用することです。KiKitツールキットを使用することで、基板を簡単にパネル化し、短時間でリフローはんだ付けすることができます。通常は、手作業で基板をグループ化し、組み立てる必要がありますが、KiKitは1回のパスで6枚の基板をグループ化できるスクリプトを作成することで、これを簡単にします。はんだ付けが完了した後に簡単に分離できるように、マウスバイトを使って基板をつなぎ合わせます。

KiKitはPythonベースのスクリプトを使用して、ボードをグリッドに整理します。このスクリプトは、マウスバイトやVカットを処理するのに十分な柔軟性があり、生産後に基板を分離することも可能です。PCBコンポーネントの分布は非常に大きいため、パネルにグループ化することで、組み立て工程がより速くなります。その後、1つのユニットとしてリフロー炉やピックアンドプレース機に入れることができます。

パネル化されたPCBは、偶発的なブレークアウトを防ぐために適切なサポートが必要です。基板上でパネルを移動し、エッジのクリアランスを調整することができます。そうすれば、完成した基板を作る準備ができます。ただ、基板上に少なくとも1インチの余白を作ることを忘れないでください。複数のレイヤーを使用する場合は、このようにする必要があります。

パネライゼーションプロセスはカスタムPCBを作成するために重要であり、Altium Designerはこのタスクのために多くのツールを提供します。これにはCADとCAM機能、パネル化されたPCBを定義する機能が含まれます。さらに、パネル化されたPCBとデザインファイルを統合することで、パネルを作り直すことなく簡単に変更することができます。

SMTパッチにおけるはんだ光沢不足の原因分析

SMTパッチにおけるはんだ光沢不足の原因分析

はんだ接合部のはんだ光沢不足は、いくつかの要因によって引き起こされます。部品のはんだが不十分であったり、長時間過熱されたり、経年劣化や過度の熱によりはんだ接合部が剥がれたりすることがあります。

冷間はんだ付け

SMTパッチにおけるはんだ光沢不足の問題は、はんだ付けが不十分であることが原因であることが多い。はんだ光沢が不十分だと、はんだ接合部が弱くなり、故障やクラックが発生しやすくなります。幸いなことに、はんだの量を増やしたり、接合部を再加熱するなど、問題を改善する方法があります。

はんだの光沢不足は、はんだ付け時のフラックス不足または熱過多が原因です。また、ピンとパッドの両方を均等に加熱できなかったり、はんだが流れる時間が足りなかったりした場合にも、ぬれ上がりが不十分となることがあります。このような場合、被接合物に金属酸化物の層が形成されることがある。このような場合は、補修技術を使って基板をきれいにし、2つの部品にはんだを均一に塗布する必要があります。

PCB酸化

SMT パッチでのはんだ光沢不足は、多くの原因によって引き起こされる可能性があります。一般的な問題のひとつは、ソルダーペーストの保管や操作が不適切であることです。ソルダーペーストが乾燥しすぎていたり、使用期限が切れていたりすることがあります。また、ソルダーペーストの粘度が低い場合もあります。さらに、パッチ中にはんだペーストが錫粉で汚染されることもあります。

一般的に、この問題はプリント基板が保護されずに長期間放置された場合に発生する。はんだ接合不良のもう一つの一般的な原因は、表面実装パッドの酸化です。酸化は保管中や輸送中にPCB表面で発生することがあります。問題の原因にかかわらず、このようなことが起こらないように対策を講じることが重要です。

はんだボール

はんだボールは、回路基板の機能に深刻な影響を及ぼす可能性のあるはんだの小さなボールです。小さなボールは部品をずらしてしまう可能性があり、大きなボールははんだ接合部の品質を低下させます。また、ボールが基板の他の部分に転がり、ショートや火傷を引き起こすこともあります。これらの問題は、リフロー前にPCB基材が乾燥していることを確認することで回避できます。

はんだ付け時に使用する適切なソルダーペーストを選択することは、はんだボールのリスクを最小限に抑えるための重要な要素です。適切なペーストを使用することで、基板を再加工する可能性を大幅に減らすことができます。予熱速度を遅くすることで、はんだが表面全体に均一に広がり、はんだボールの発生を防ぐことができます。

余分なはんだ

SMTパッチ工程におけるはんだの余分な光沢は、多くの場合、複合的な要因によって引き起こされます。第一は、はんだ接合部の外観に影響する予熱温度の低さです。もうひとつは、はんだ残渣の存在です。後者は、はんだ接合部をくすんだり、しびれたように見せたりします。

ステンシル上のはんだペーストの汚れもよくある原因です。ペーストが適切にリフローしていない場合、余分なはんだが流れ、はんだ接合部の接続が不明瞭になることがあります。余分なはんだを取り除くには、はんだ吸い取り器、はんだ芯、または熱したコテ先を使用します。

溶接ミス

光沢が不十分なはんだ接合部は、誤溶接の可能性がある。はんだの濡れ性が悪かったり、黒ずんでいたり、反射しなかったり、粗すぎて見栄えが悪かったりします。根本的な原因は、はんだが完全に溶融するのに十分な高温に達するまで、はんだが十分に加熱されなかったことです。

ソルダーペーストがはんだ付けの役割を果たせないのは、適切に混合または保管されていないためです。ペーストがはんだ槽で完全に再溶解されず、はんだ付けプロセス中に錫粉が流出することがあります。もうひとつの原因は、はんだペーストの使用期限が切れていることである。SMTパッチではんだの光沢が不足する7つ目の原因として考えられるのは、はんだペースト・サプライヤーが使用する製造技術の結果です。

はんだボイド

SMT パッチのはんだボイドは、部品の信頼性と機能性に悪影響を及ぼします。ボイドがあると、はんだボールの断面積が減少し、熱や電流を伝えるはんだの量が減少します。また、リフロー中に、既存の小さなボイドが合体して大きなボイドを形成することもあります。理想的には、ボイドをなくすか、管理可能なレベルまで減らすべきです。しかし、多くの研究によると、適度なボイドはクラックの伝播を抑え、はんだ接合部の高さを増すことで信頼性を高めることができます。

SMT パッチのはんだボイドは、発生頻度が低く信頼性に影響しない場合は、深刻な問題ではない。しかし、製品にはんだボイドが存在する場合は、製造パラメータを調整する必要性があることを示しています。SMT パッチにはんだボイドが発生する要因としては、回路基板上のフラックスや汚染物質が考えられます。このようなボイドの存在はX線画像で視覚的に検出することができ、はんだボールの内側に薄い点として現れます。

完璧なアルミニウムPCBを製造する4つのステップ

完璧なアルミニウムPCBを製造する4つのステップ

完璧なアルミPCBを製造するには、いくつかのステップを踏む必要があります。最初のステップは、PCBのスタックアップと層数を決定することです。次に、PCBのさまざまな部分で使用する材料を選択する必要があります。次に、アルミニウムをコア層に配置するか、セパレーター膜で周囲の誘電体層に接着するかを決める必要があります。もう一つの選択肢は、裏面実装プレート、あるいは切り抜きです。

完璧なアルミ基板を製造するためのプロセス

アルミニウムPCBは、多くの用途で使用される一般的な材料である。最大のユーザーは、電力会社、LEDコンバーター、無線周波数会社などです。ほとんどのアルミニウムPCBは単層で作られています。これは、アルミニウムの単層が基板の熱構造の重要な部分を形成するためです。製造工程では、アルミニウムのベース層に穴を開け、誘電体材料で埋め戻します。

アルミニウムPCBは、その特性から電子機器に最適な素材である。高い導電性と低い膨張係数を持っています。これらの特性により、ハイパワーアプリケーションに最適です。また、アルミPCBは高温回路での使用にも適しています。

アルミPCBを製造するには、基板の設計を準備する必要があります。設計が完了したら、ファブリケーターが製造プロセスを開始します。その後、アルミニウムコアをセパレーター層で覆い、PCB積層板をアルミニウムキャリアプレートに接着します。この工程では、部品を収めるのに十分な大きさの空間を作るためにスルーホールが開けられる。これらのスルーホールは、はんだでめっきされ、はんだマスクで仕上げられます。

使用材料

アルミニウムは耐熱性に優れた金属で、回路基板の製造に使用される。熱伝導率は、1キロワット時(kW/m.h.)あたりに単位面積を通してどれだけの熱を伝えられるかを示す。熱伝導率が高いほど、断熱性と放熱性に優れています。アルミバックPCBは、高い放熱性が求められる用途に最適です。

アルミニウムPCBメーカーは、さまざまな方法でこのタイプの回路基板を製造している。基板に穴あけ加工を施し、小さな穴をいくつも開けることができる。これらの穴は、スイッチやマイクロチップなどの回路部品を取り付けるために使用されます。正常に機能するためには、これらの部品をPCBに接続する必要がある。また、アルミ基板は絶縁材料でコーティングされ、非導電性となる。

アルミニウムPCBは最も一般的なタイプです。アルミコアを銅箔で囲んでいます。この素材は放熱性に優れ、より大きな電力を必要とするアプリケーションに適しています。アルミニウムPCBは1970年代に初めて開発され、現在では電力システム、LED照明、自動車システムなどに使用されています。耐熱性に加え、アルミニウムPCBはリサイクルも可能です。

ソルダーマスク印刷

基板のサイズやレイアウト、部品や導体の種類、最終的な用途など、使用するソルダーマスクの種類を決定する要因はいくつかあります。さらに、規制産業には特定の要件があります。今日、液状光画像ソルダーマスクが最も一般的なタイプであり、非常に信頼性が高い。また、PCBの映り込みを最小限に抑えることでも知られています。

ソルダーマスクを使用する場合、はんだが適切に付着するように、はんだペーストとプリント回路基板の間の浮き彫り部分を正確に位置決めする必要があります。ソルダーマスクがプリント基板の表面全体を覆っていない場合、回路がショートする可能性があります。さらに、ソルダーマスクにはテストポイントやビアを含めることができます。

ソルダーマスクを使用して基板上の開口部を特定し、そこに部品ピンをはんだ付けする。場合によっては、ソルダーマスクはエポキシやフィルム方式で基板に印刷される。はんだペーストは、部品間を確実に電気的に接合するために、これらの開口部を利用して基板に塗布される。上面マスクは基板の上面に、下面マスクは基板の下面に使用される。

高圧テスト

アルミニウムプリント基板を製造する場合、絶縁層に亀裂や傷がないことを確認することが不可欠です。さらに、制御位置と外形公差が設計の要件と一致していなければなりません。また、基板の電気容量に影響を与える金属くずをなくすことも重要です。これらの要求を満たすためには、高圧試験を実施しなければならない。基板にはDC***KVの圧力が加えられ、沿面電流は**mA/PCSに設定される。試験中、試験者は高圧環境から身を守るため、絶縁手袋と絶縁靴を着用しなければならない。また、OSPフィルムは規定の範囲内でなければならない。

自動検査の実施は、製造プロセスにとって非常に重要である。この方法は手作業による検査よりも正確で速く、工程改善につながる傾向を特定することができます。この検査に合格したPCBは、PCB製造の最終段階に進みます。