プリント基板ＣＡＤの比較～プリント基板の知恵袋 by ユニクラフト

プリント基板ＣＡＤの比較

プリント基板設計ＣＡＤとは

プリント基板を製作する手順としては、おおまかに以下のような流れになります。
①構想設計（回路の機能や要求される性能の決定）
②回路設計（使用部品を選定し、回路図を作成）
③基板設計（回路図を元にパターンを引き、基板製造データを作成）
④生基板製造
⑤部品実装
⑥動作確認

③の基板設計とは回路図を元にパターンを引いていく工程です。
（基板設計のことを「パターン設計」や「アートワーク設計」と言ったりもします。）
昔は手作業でパターン図を書いていましたが、今はほとんどそのようなことはなくなり、パソコンで作成して出力したデータを元に基板製造を行います。
このパターンを引く作業で使うのがプリント基板ＣＡＤです。
統合型のソフトの場合、②回路設計も同じソフトに組み込まれている場合があります。

基板設計の手順としては、まずは回路図のデータ（ネットリストと言います）をCADに読み込ませ、各部品のパッドの設計、部品の配置、配線作成という流れで作業していきます。
設計が完了したら、基板製造データ（ガーバーデータ、ドリルデータなど）をCADから出力して終わりです。
やろうと思えば一般的な機械ＣＡＤでプリント基板のパターン設計も可能ですが、機械ＣＡＤではガーバーデータが出力できません。
ＤＸＦデータなどを出力してそのデータで基板製造を行う場合、ガーバーデータに変換する必要がありますのでデータ変換費用（再設計費）がかかり効率的ではありません。
プリント基板を設計される場合は、専用の基板ＣＡＤを利用されることをお勧めいたします。

プリント基板ＣＡＤの選び方

まず大事なことをお話しします。
プリント基板ＣＡＤによって基板の品質が変わることはありません。
基板製造のためにＣＡＤから出力する「ガーバーデータ」というものは、規格で決まったフォーマットのデータですので、どんなＣＡＤを使っても、全く同じガーバーデータを出力すれば同じ基板が仕上がります。（当然のことですが）
なんとなく、高いＣＡＤを使えば良い基板ができそうと思ってしまいがちですが、そんなことはありません。
ではなぜ基板設計業者が高いＣＡＤを使うかと疑問が出てきますが、簡単に言えば時間短縮とミスを減らすためです。
部品のパッドを設計したり、パターンを正確に引いたり、デザインルールチェックをしたりと、設計作業は工程が多いです。
また、電気特性やノイズ、放熱、筐体との嵌合等、様々なことを考慮する必要があります。
これらを全て手作業で行えるのであれば安い（機能の少ない）ＣＡＤで十分です。
しかし、大規模な回路になるとそうはいきませんので、どのような基板を設計するかによってＣＡＤを選べば良いと思います。

余談

どんな仕様でもそうですが、ガーバーデータの規格にも曖昧な部分があり、ＣＡＤごとに独自に規格を解釈してガーバーデータを出力していることがあります。
これが原因で、製造工程のＣＡＭでエラーが発生したり、最悪の場合データが化けてしまうことがあります。
無料のＣＡＤや廉価なＣＡＤは出力されるガーバーデータの構造がシンプルなものが多く、経験上、このような問題が発生しにくいように思えます。
高級なＣＡＤはガーバー規格の中でもあまり使われない構造を利用していることが多く、ＣＡＭとの相性次第では問題が起こることがあります。
トラブルをできるだけ防ぐために、ＣＡＤから出力されたガーバーデータは必ずガーバービューワでチェックするようにしましょう。
上述しました仕様解釈の相違を考えると、ガーバービューワはＣＡＤに付属しているものではなく、別のメーカーのソフトを使った方が安全です。
なお、ガーバーデータの構造的な問題の他にも、ＣＡＤ上で表示しているパターンと出力されるガーバーが微妙に異なる場合もあるので、ガーバーデータの確認は必須です。（例：ガーバーデータ出力の際に文字のフォントが変換されて文字のエリアが大きくなり、基板外形からはみ出したりパッド上に被る）

前置きが長くなりましたが、プリント基板ＣＡＤのご紹介をしていきます。

Altium Designer (旧PROTEL)

・利用料：年間54万円～　（別途永久ライセンスの設定あり）
・開発国：アメリカ（日本語版あり）
・回路図エディタ内蔵
・部品ライブラリが豊富

1987年に公開された“PROTEL”を引きついだ老舗のＣＡＤです。
歴史も古く安定したソフトであり、人気のある商用ソフトです。
日本語のドキュメントはあるようですが、サポートは英語のみです。
Altium Designer ホームページ

図研 CR-8000

・利用料：1,000万円程度＋保守費用
・開発国：日本（図研）
・回路図エディタ内蔵
・部品ライブラリが豊富

国内大手の図研が提供するＣＡＤです。
費用が高額ですので、一般企業というよりは基板設計会社で多く利用されています。
図研ホームページ

Eagle (Autodesk Fusion)

・利用料：年間10万円程度
・開発国：アメリカ
　　　　　※無償版あり（機能制限）
・回路図エディタ内蔵
・部品ライブラリが豊富

1980年代から公開されているＣＡＤで、無償版もあることから一昔前は人気がありました。
しかし、最近では無償の高機能ＣＡＤが公開されたこともあり、利用者が減っている印象です。
Eagle ホームページ

Quadcept

・利用料：年間16万円程度（別途回路図エディタの費用7万円程度が必要）
・開発国：日本
・回路図エディタあり

新興の基板ＣＡＤで、比較的安価なため人気があります。
クラウド型のＣＡＤで、どこからでもデータを参照できるのが特徴です。
Quadcept ホームページ

CADLUS PCB

・利用料：無料～
・開発国：日本（ニソール）
・無償の回路図エディタあり
・部品ライブラリが豊富

ソフトやマニュアルは全て日本語表記で使いやすいです。
初めてＣＡＤを使う人でも簡単に操作できるアシストツールがあります。
ガーバーデータではなくCOMPデータという専用の製造データを出力し、それに対応した工場に製造を依頼する方式をとっており、初心者でもミスなく製造依頼ができます。

※ニソールではCADLUS ONEというＣＡＤも提供しており、こちらはガーバーデータ出力機能があります。
CADLUS PCB ホームページ

KiCAD

・利用料：完全無料（オープンソース・フリーウェア）
・開発国：スイス（日本語版あり）
・回路図エディタ内蔵
・部品ライブラリが豊富

「キキャド」と読みます。
近年、非常に人気のある基板ＣＡＤです。
完全無料でありながら、有料並みの機能が入っており、商用向けにも多く利用されています。
利用者が多いのでネット上に情報が多くありますが、オープンソースのため個別のサポートは期待できません。
KiCADホームページ

PCBE

・利用料：無料（フリーウェア）
・開発国：日本（個人）
・回路図エディタなし

有志の方が作成された無償の基板ＣＡＤです。
他のＣＡＤと大きく異なるのは、ＰＣで回路図設計を行わずに、いきなりパターン設計をすることです。
お絵かきソフト感覚で簡単に使えます。
回路図を描くまでもない単純な基板であれば、ＰＣＢＥの方が早く設計できます。
基本的にチェック機能は入っていませんので、大規模な基板を設計するには不向きです。
ＰＣＢＥダウンロード

ＵＮＩ－ＣＡＤ

・利用料：無料
・開発国：日本（ユニクラフト）

弊社で開発しているＵＮＩ－ＣＡＤのご紹介です。
ＰＣＢＥと同様に回路図を描かずにいきなりパターン設計します。
ブラウザ上で動作するため、インストール不要ですぐに開くことができます。
ＣＡＤデータはオンライン上に保存でき、そのまま基板の見積もり依頼・発注が可能です。
直感的に使えるように設計しており、基板ＣＡＤを使ったことがない方でもすぐに使えるようになります。

ＵＮＩ－ＣＡＤを開く

まとめ

最初にも述べましたが、同じように設計すれば、ＣＡＤによって基板の仕上がりに差はほとんど出ません。
初めて基板ＣＡＤに挑戦する方は、まずは無償のソフトを使ってみて不満があれば他のＣＡＤも試してみるという方法で良いと思います。
それと再度宣伝になりますが、弊社のＵＮＩ－ＣＡＤもお試しで一度ご利用ください。

※本ページは2024年11月に執筆したものです。
　実際の価格等は、各社のホームページでご確認ください。

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