KiCadからJLCPCBへのレイアウトチュートリアルガイド

　うまく動作する電子機器を作りたいなら、プリント基板（PCB）を効率的に計画し、作ることはとても重要です。KiCadは強力なオープンソースのPCBデザインツールで、プロもアマチュアもよく使います。KiCadでPCBデザインを作ったら、次のステップはPCBを作ることです。ここでJLCPCBがお手伝いします。

　PCB製造会社JLCPCBは、適度な費用対効果と優れた製品でよく知られています。この記事では、KiCadを使ってPCBレイアウトをデザインし、JLCPCBで製造するための準備をする方法を説明します。KiCad からガーバーファイルを作成し、エクスポートし、JLCPCB に送信して製造する方法をこの記事の終わりまで説明します。

KiCadを使い始める

　KiCadの複数の機能でPCBを構築し、回路図を描き、製造用ガーバーファイルを生成することができます。デザインを始める前に、KiCadの最新バージョンがインストールされていることを確認してください。

インストールが完了したら、以下の手順に従ってください：

新しいプロジェクトを作成する：

　新しいプロジェクトを作成: PCB デザイン用に KiCad で新しいプロジェクトを作成します。File > New Project でプロジェクトを保存する場所を選びます。

回路図のレイアウト：

　これは、電気部品とそれらが互いにどのように接続するかをリストアップする場所です。これは KiCad の回路図エディタ、Eeschema で可能です。抵抗、コンデンサ、マイクロコントローラなどの部品をここに配置します。

フットプリントを割り当てる：

　デザインが完成したら、Footprint Editor を使用して各コンポーネントにフットプリントを割り当てます。これにより、デザイン上の部品を PCB 上の対応する部品に接続します。

KiCad での PCB レイアウト設計

デザインを作成し、フットプリントを付与したら、PCB レイアウトに進みます：

ネットリストを作成します：

　ネットリストを作成するには、Eeschema を開き、Tools > General > Netlist と進みます。このリストには、パーツとその接続方法の詳細があります。

PCB エディタにネットリストをインポート：

　PCB エディタ（Pcbnew）を開き、先ほど作成したネットリストを追加します。レイアウト設定では、回路図の全ての部品がそこにあります。

部品を配置します：

　部品をドラッグ＆ドロップして PCB に配置します。高周波部品は、干渉を防ぐために十分に離して配置し、コンデンサなどの重要な機器は電源の近くに配置します。

配線：

　パーツを配置したら、それらをつなぐワイヤを配線します。PCBnew では、Route Tracks ツールを使ってパーツをつなぐ銅線を描きます。

効率的な PCB レイアウト設計のヒント

　PCB を設計する際に最良の結果を確認するには、慎重な計画が必要です。ここでは、うまく機能する計画を立てるためのヒントを示します：

電源ピンへの近接

　ノイズを削減し、シグナルインテグリティを向上させるために、ICの電源ピンのできるだけ近くにデカップリングコンデンサを配置します。

部品のグループ化：

　レイアウトを使いやすくし、信号の流れを維持するために、関連性のある部品をまとめる。抵抗、コンデンサー、集積回路（IC）のグループをまとめることで、よりうまく機能し、問題を素早く解決できる。

熱管理：

　発熱部品と発熱部品の間に十分なスペースがあり、熱が逃げるのに十分な銅の表面積があることを確認してください。そうすることでPCBが熱くなりすぎず、長持ちします。

JLCPCB 用ガーバーファイルの作成

　次のステップはガーバーファイルの作成です。これはJLCPCBのようなPCBメーカーが使う標準フォーマットです。ガーバーファイルには穴あけ、ソルダーマスク、シルクスクリーン、銅層の作り方に関する知識があり、PCB を作るのに必要なものばかりです。

KiCad からガーバーファイルを取り出すには、以下のようにします：

　プロットウィンドウを開く： PCBnew をピックアップし、File > Plot と進みます。これでガーバー生成ウィンドウが表示されます。

レイヤをピックアウトします： JLCPCB が必要とするガーバーレイヤーです：

トップ銅 (F.Cu)

ボトム銅 (B.Cu)

トップはんだマスク (F.Mask)

ボトムソルダーマスク (B.Mask)

トップシルクスクリーン (F.SilkS)

ボトムシルクスクリーン (B.SilkS)

ボードアウトライン(Edge.Cuts)

出力ディレクトリを設定します：

ガーバーファイルの保存場所を選択し、「Plot 」をクリックしてファイルを作成します。

ドリルファイルを生成します：

　ガーバーファイルをプロットした後、「Generate Drill File 」をクリックすることで、PCBのビアやホールのドリルファイルを作成できます。

JLCPCBへのガーバーファイルのアップロード

ガーバーファイルをJLCPCBに転送し、ガーバーファイルを生成することができます：

　JLCPCBのウェブサイトはこちらです： JLCPCB ウェブサイトで、アカウントにログインします。

新規注文を開始します：

　KiCadでガーバーファイルを作成した後、「Quote Now 」ボタンをクリックして送信します。

PCB オプションを設定します：

　あなたのプロジェクトに最適なPCBオプションを選択します：

PCB 厚さ：

　PCB Thickness: 適切な厚さを選択します（通常の基板では、通常1.6mmです）。

層：

　ほとんどのデザインでは2層基板で十分ですが、JLCPCBでは最大6層基板も用意しています。

ソルダーマスクの色：

　ソルダーマスクの色はオレンジ、青、赤などから選べます。

レビューと提出：

　PCBプレビューを確認し、間違いを探し、確認後、製造のために注文を送信します。

JLCPCBに注文する時のヒント

　JLCPCBに注文する時、いくつか覚えておくべきことがあります：

部品の在庫状況：

　JLCPCBのPCBアセンブリサービスを選択することは、必要な部品が在庫にあるかどうかを判断するために、部品ライブラリを確認する必要があります。JLCPCBには多くの部品が含まれているため、注文する前に、必要な部品の在庫があるかどうかを確認する必要があります。

リードタイム：

　JLCPCBの標準的なリードタイムは短いですが、より早く基板が必要な場合、製造と納品スピードを上げることができます。しかし、カスタムの選択や理解しにくいデザインは、処理に時間がかかる可能性があることに留意してください。

品質チェック

　JLCPCBは製造可能な設計（DFM）チェックを自動的に行いますが、遅延を避けるために、送信前に設計とガーバーファイルを常に注意深く確認する必要があります。

結論

　KiCad を使って PCB をデザインし、JLCPCB を使って PCB を製作することは、オープンソースツールの自由さとプロの PCB 製作の正確さを融合したシンプルなプロセスです。このチュートリアルのステップに従えば、簡単にPCBレイアウトを作成し、必要なガーバーファイルを作成し、JLCPCBに送信して素早く低コストで製造することができるはずです。

　KiCad to JLCPCB の使い方を学ぶことで、小さなプロジェクトに取り組むアーティストであっても、複雑な電子システムを作るエンジニアであっても、PCB 設計プロセスをより速くすることができます。練習すれば、どんな用途にも対応できる効果的で高品質なPCBを作ることができます。

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