知っておくべき必須PCBデザインファイルタイプ

　プリント回路基板（PCB）を注文するには、基板の設計と仕様に関する正確で詳細な情報を提供する必要があります。これが特定のPCBファイル形式が必要な理由です。製造は、完成したPCBファイルでのみ正常に行うことができます。PCBを設計し、それらの設計決定を伝えるには、回路図設計、部品表、PCBレイアウト、スタックアップ設計情報などのファイルに依存します。

　Allegro、Altium Designer、KiCAD、Eagleのような様々なエレクトロニクス設計ソフトウェア間の相互運用性を確保するために、ガーバーとして知られるファイルのコレクションが開発されました。

PCB設計におけるガーバーファイルの重要性：

　ガーバーファイルは、特定の設計ソフトウェアに縛られることなくPCB設計を理解することを可能にします。その結果、ガーバーファイルフォーマットを理解し学ぶことは、今日、非常に関連性の高いトピックとなっています。主な理由は以下の3つです：

1- 標準化： PCBファイルフォーマットは、設計データの通信方法を標準化します。これにより、製造者は一貫性のある普遍的に理解された方法で必要な情報を受け取ることができます。

2- 詳細情報： PCBファイルには、部品配置、電気接続ルーティング、レイヤースタックアップ、ドリルホール、その他の重要な詳細を含むボードレイアウトに関する詳細情報が含まれています。このレベルの詳細情報は、正確な製造に不可欠です。

3- 互換性： 異なるPCBデザインソフトウェアツールは、特定のフォーマットでファイルを生成します。製造業者は様々な設計ツールで作業することが多いため、標準フォーマットを持つことで互換性を確保し、エラーの可能性を減らすことができます。

PCBオンライン注文に必要なファイル

　CADアパーチャファイルは、PCBを注文するのに十分です。これには、スタックアップ層、ドリルホール、ソルダーマスク、シルクスクリーン層の情報が含まれます。BOM(部品表)は、PCBを組み立てる際に役立ちます。

CAD アパーチャファイル：

　RS-274X（ガーバーx1）、ガーバーx2、IPC-2581、ODB++フォーマット。

BOM（部品表）：

　TXT、PDF、CSV、XLSV、通常はExcelファイルが広く採用されています。製造元からPCBを組み立てる場合、製造元がお客様の基板を組み立てることができるように、セントロイドデータファイルが必要です。

セントロイドファイル：

　TXT、PDF、CSV、XLSV、通常Excelファイルなどの形式が広く採用されており、CPL（Component placement）またはPNP（Pick-And-Place）ファイルとしても知られています。

　PCBをオンラインで注文するために使用される、設計者によって採用された最も一般的なファイル形式を以下に示します。これらのファイルが何であり、その中に何があるのかを知りましょう。私たちは議論から始めます：

1. PCBガーバーファイルとは何ですか？

2. 部品表（BOM）とは何ですか？

3. セントロイドファイルとは何ですか？

PCBガーバーファイルとは？

　PCBガーバーファイルは、プリント基板（PCB）レイアウトの詳細情報をメーカーに伝えるために使用される標準化されたフォーマットです。ガーバーファイルは 「フォトプロット 」とも呼ばれ、一般的に274Dと274X形式のファイルを表し、グラフィックからデータへの変換とPCB製造の間の媒体として機能します。

　上図のように、銅トレース、ソルダーマスク、シルクスクリーン印刷、ドリルホールなど、PCBの各レイヤーのデータが含まれています。ガーバーファイルは精密で正確なPCB製造に不可欠であり、設計仕様の伝達と理解を確実にします。ガーバーファイルは、製造に使用されるフォトマスクの作成に役立ち、PCB製造の重要な要素となっています。これらのファイルからPCBがどのように製造されるかは、JLCPCBが公開したPCB製造プロセスの詳細ガイドをご覧ください。

標準ガーバーフォーマットの種類

PCB設計で使用される標準ガーバーフォーマットは主に2種類あります：

1- RS-274D：これは古い、より基本的なフォーマットです。RS-274Xに比べ、利便性が低く、エラーが発生しやすい。RS-274Dは、電子製品の発展が現在の要求をはるかに上回っているため、徐々に廃止され、RS-274Xの改良版が作成された。

2- RS-274X: 拡張ガーバーフォーマットは広く使用され、業界標準とみなされています。アパーチャ定義が埋め込まれ、複数のレイヤをサポートし、詳細で包括的なPCBデザインを提供します。RS-274Xは、その改善された機能と使いやすさから、好まれるフォーマットです。

　99%のPCB CADソフトウェアは、PCBデザインをRS-274DまたはRS274Xフォーマットのガーバーファイルフォーマットに変換することをサポートしています。ドリルファイルは通常ガーバーファイルではありませんが、ドリルファイルもPCBを製造するために必要な製造データの一部として必要です。ドリルファイルは一般的にExcellon NCドリルフォーマットで、穴を開けるべき場所をメーカーに伝えます。

　ドリルファイルの生成はしばしば別のプロセスであり、ドリルファイルの欠落は最も一般的な注文の問題の1つです。従って、メーカーがガーバーファイルを要求し、両方のエクスポートに慣れた場合、ドリルファイルも必要であると仮定するのが賢明です。ガーバーファイルとドリルファイルは1つのアーカイブファイル（JLCPCBは.rarまたは.zipファイルをサポートしています）にパッケージ化する必要があります。EasyEDAのようなオンラインソフトウェアでは、ガーバーファイルとドリルファイルは上の画像のように一緒に生成されます。

部品表（BOM）とは？

　部品表とは、製品やアセンブリを作るために必要な原材料のリストです。JLCPCBのターンキーPCBアセンブリサービスの文脈では、BOMファイルにはJLCPCBによって購入され、基板にはんだ付けされるべきすべての部品が含まれています。BOMはPCB設計プロセス中に構築され、維持される必要があり、プロセス終了時の精度を高めます。

　JLCPCBの革新的な見積もりプラットフォームはBOMファイルを読み取り、部品番号と重要な代理店を照合することができます。このアプローチで、プラットフォームは数秒で見積もりを提供することができます。迅速な見積りを実現するためには、BOMファイルをJLCPCBのフォーマットに従って整理する必要があります。BOMファイルにはメーカー品番、指定記号、数量が含まれていなければなりません。典型的なJLCPCBのBOMは.xls、xlsxまたは.csvフォーマットで、以下を含みます：

1. 部品番号： 各部品のメーカー固有の識別子。

2. 説明： 抵抗器、コンデンサー、ICなど、各部品を簡単に説明する。

3. 数量： 各部品の必要数。

4. 参照指示子： 各部品がPCB上のどこに配置されているかを示すラベル（例：R1、C2、U3）。

5. メーカー情報： 各部品の調達先に関する情報。

　JLCPCBアセンブリサービスを通じてPCBに配置したくない部品はBOMから削除するか、'Customer Supply'欄に'DNP'の文字をマークする。BOMは調達、組立、最終製品が設計仕様を満たすことを保証するために不可欠です。

セントロイドファイルは何ですか？

　セントロイドは、組立機を素早くプログラムするために使用される組立用の特殊なファイルです。これはPick-N-Place、XY Data、またはComponent Placement(CPL)ファイルとしても知られています。CADツールによっては、このファイルを自動的に生成するものもあれば、そうでないものもありますが、ファイルを修正してからセントロイドファイルを生成する必要があるかもしれません。セントロイドファイルには、すべての表面実装部品の位置と方向が記述され、参照デジグネータ、XとYの位置、回転、ボードの側面（上または下）が含まれます。表面実装部品とスルーホール部品の両方がセントロイドにリストされます。このセントロイドは、エンジニアがDFA（Design for Assembly）レビュー中に部品の位置を特定し、機械組立のためにピック＆プレースマシンをセットアップするのに役立ちます。典型的なJLCPCBセントロイドファイルは、.xls、xlsxまたは.csvフォーマットで、以下を含みます：

1. デジグネータ： 部品を識別する参照デジグネータ（RefDes）。BOMファイルとは異なり、個別のデジグネータはその線と座標を持つ必要があります。

2. XY 座標： 部品の位置を示す。X 座標と Y 座標は別々の列にし、可能であれば部品の原点を中心とする。

3. 回転値： PCB 上に配置された部品の向き/回転（0 度から 360 度）を示します。この値は正確でない可能性があるため、参考値としてのみ使用してください。

　スルーホール部品はピックアンドプレースマシンでは配置されませんが、アセンブリスタッフが手作業ではんだ付けするため、セントロイドファイルに含めないソフトウェアもあります。

他のファイル形式とその利点/欠点：

　広く知られているPCBファイルフォーマットが2つあります（IPC-2581とODB++）。IPC-2581とODB++はガーバーファイルフォーマットとは異なり、それぞれ長所と短所があります：

1. IPC-2581 ファイルフォーマット：

IPC-2581 PCB ファイルフォーマットは、業界標準、ベンダーニュートラル、オープン XML ベースのフォーマットです。IPC（Association Connecting Electronics Industries）によって開発され、PCB設計情報を共有するための包括的で統一された方法を提供します。このフォーマットは、すべての必要なデータを含む単一の標準化されたファイルフォーマットを提供することにより、設計から製造への移行を合理化します。主な機能の一部を以下に示します：

デザインデータ（トレース、パッド、ビア、レイヤースタックアップなどのPCBレイアウト）、コンポーネントデータ（リファレンスデジグネータ、- 包括的なデータ：部品番号、配置座標）、ネットリスト、ドリルデータの詳細情報を含みます。

・XMLベース： XMLベースであるため、人間が読め、機械が解析しやすく、フォーマットの柔軟性と適応性を高めます。

・双方向通信： 設計データのメーカーへの引き渡しや、メーカーから設計者へのフィードバックを容易にし、設計および製造プロセス全体を改善します。

・先進技術のサポート： IPC-2581は、高密度相互接続（HDI）、リジッドフレックス設計、組み込みコンポーネントなどの高度なPCB技術をサポートしています。

2. ODB++ファイルフォーマット：

　ODB++は、Valor社（現在はMentor Graphics社の一部）によって開発された包括的で広く使用されているファイルフォーマットです。ODB++は、必要なすべての情報を階層形式で単一のファイルまたはデータセットに統合することを目的としています。ODB++フォーマットの詳細については、こちらをご覧ください：

・包括的なデータ統合： 設計データ、ネットリスト、コンポーネント情報、ドリルデータ、アセンブリデータ、製造データ、テストデータに関する詳細情報を含みます。

・単一ファイル形式： ODB++は、必要なすべてのPCB設計および製造データを単一のパッケージに統合するため、データ管理が簡素化され、複数のファイルを扱うことによるエラーのリスクが軽減されます。

PCBファイルをガーバーファイル形式に変換する利点：

　PCBファイルデータをガーバーファイルやドリルファイルに変換することで、PCB製造をトラブルなく行うことができます。しかし、多くの電子エンジニアは、PCBファイルを工場に渡す前に、PCBファイルをドリルデータとガーバーファイルに変換しません。代わりに、彼らは直接PCBメーカーに別々のファイルを送信します。電子エンジニアとPCBエンジニアはPCBに対する理解が異なるため、PCBメーカーが変換したガーバーファイルは、お客様が望むものとは異なる場合があります。

例えば：

　PCBを設計した場合、ガーバーの代わりにPCBファイルを送る。シルクスクリーンの設定はロックされ、メーカーだけが変更/修正できます。PCBファイルをガーバーファイルに変換すれば、このような事故を避けることができます。

すべてのファイル形式の一般的な比較：

1. ガーバーファイル (.gbr または .ger)：

　ガーバーファイルはPCBファブリケーションデータの標準ファイルフォーマットです。銅トレース、パッド、ソルダーマスク、シルクスクリーン要素など、個々のPCBレイヤーに関する情報が含まれています。

使用方法： ガーバーファイルはPCB製造に不可欠であり、一般的にプリント回路基板の製造のために生成され、製造業者に提供されます。

2. Excellonファイル（.drl）：

　Excellonファイルには、PCB上の穴やその他の穴あけフィーチャの位置とサイズに関する情報が含まれています。プリント基板製造時に穴あけ機を制御するために使用されます。

　使用方法 Excellonファイルは、製造工程でPCBに正確に穴を開けたり、切り抜きを作成するために重要です。

3. ODB++ (Open Database Design++)：

　ODB++は、レイヤー、ドリルデータ、スタックアップ情報、コンポーネント、アセンブリ詳細など、PCB設計に関する包括的な情報を含むインテリジェントな統一PCB製造データフォーマットです。

　使用方法 ODB++は、PCBレイアウトソフトウェアと製造プロセス間の通信を合理化するために使用され、PCB製造とアセンブリのための包括的なデータセットを提供します。

4. IPC-2581：

　IPC-2581は、堅牢なXMLベースのPCB製造ファイルフォーマットで、PCBスタックアップ、コンポーネント、ネットリスト、アセンブリ、および製造の詳細を含む、完全な設計および製造情報を包含します。

結論：

　各PCBデザインソフトウェアは、プロジェクトファイル、ライブラリ、デザインを保存するための独自のファイル形式を持っています。これらのフォーマットは、.pcb、.sch、.lib、またはソフトウェア固有の他の拡張子を含むことがあります。

　これらのファイル・フォーマットはPCB設計と製造に欠かせないものですが、ガーバーやエクセロンのように、主に製造段階で使用されるフォーマットもあることに注意する必要があります。一方、ODB++やIPC-2581のような統一フォーマットは、包括的な設計と製造データをカプセル化し、設計と製造プロセス間のシームレスな統合を容易にします。