最近KiCadを使った基板設計の勉強も始めたことから、まずは小規模な回路のものからいろいろと製作しています。
一昔前では基板製造メーカーにデータを納品し基板を製作するにはかなり高額な料金がかかるといったイメージがありましたが、最近では海外メーカーに製作依頼すれば数百円程度でオリジナル基板が作れてしまうのは驚きです！
自作オリジナル基板の製作が出来れば、電子工作で作れる製作物の幅も広がりそうですね！
そしてKiCadで基板設計をする際にその基板形状はもちろんKiCadで作ることは出来るのですが、Fusion360などのCADソフトからエクスポートしたDXFファイルをKiCadにインポートして使えば便利な場面は多いと思います。
複雑な形状の基板ではKiCadでチマチマと基板の外形(Edge.Cuts)を作るのは大変ですからね！
また基板を製作後に3Dプリンタで作成したケースなどと組み合わせて使いたい場合、基板サイズはもちろんですがビス止めする穴位置などもシッカリと合わす必要があるので、一旦Fusion360で基板外形データを作っておくと便利です。
目次
Fusion360で作った基板外形データ(DXFファイル)をKiCadにインポートして使う方法！
正方形や長方形など単純な形状の基板ではKiCad側で基板外形を作ってしまった方が簡単ですが、例えばこのような形状の基板ではKiCadでラインを引いてフィレットを付けたり、またねらったサイズに仕上げるのは結構手間がかかる作業になります。
こちらの基板では、最終的に3Dプリントパーツで作ったボトムプレートと組み合わせて使う構成にしています。
緑色のボディーがPCB基板となり、その下のグレーのボディーは3Dプリンタで作成するボトムプレートとなっています。
固定ビスの穴位置も合わす必要があるので、このような用途で使う基板はまずFusion360で基板外形を作り、そのデータ(DXFファイル)をKiCad側にインポートして使うと便利です。
Fusion360でDXFファイルをエクスポートする
それではFusion360で作ったこの基板外形データをKiCad側にインポートして使ってみます。
まずFusion360でDXFファイルのエクスポートです。
基板の形状で欲しいのはこのボディーの外形やビス穴部分です。
出力したい面(基板表面)で新しいスケッチを作ります。(分かりやすいように他のパーツは非表示にしています)
[作成]→[投影/取り込み]から[交差]を選択し、出力させたい平面を選択します。
直線やフィレット(曲線)など紫のラインとしてスケッチに追加されます。
このラインが基板の外形やビス穴などで使う部分です。
確認後、問題がなければ[スケッチを終了]します。
新しく作成されたこのスケッチを右クリックして[DXF形式で保存]を選択し、PCの任意の場所にファイルを保存します。
以上でFusion360側の作業は完了です。
KicadにDXFファイルをインポートする
それではKicadに基板外形データとしてDXFファイルをインポートします。
目的のプロジェクトの基板エディッタを開き、[ファイル]→[インポート]→[グラフィック…]を選択します。
先程Fusion360でエクスポートしたDXFファイルを選択し、[グラフィック レイヤー]は今回基板の外形として使うので[Edge.Cuts]を選択します。
これでFusion360で作成した基板外形データをKicadに取り込むことが出来ました。
あとは通常作業で各パーツを配置して基板設計を進めていきます。
また3Dプリントパーツは、このモデルでは固定用のビス穴の位置さえ変更しなければ同時に進めていくことが出来ます。
基板の外形はKicadで作ることは出来ますが、基板サイズや配置するパーツの位置により使い勝手が変わってくるこのような基板では一旦Fusion360で外形データを作って確認後、その形状をKicad側にインポートしてあげると便利に使えます。
この形状をKicadで作るのは結構手間がかかる作業ですからね！
DXFファイル インポートの失敗例
上記基板はFusion360で作った基板外形データをKicad側にインポートして上手く製作する事が出来ました。
使い勝手も非常に良いものになりました！
そして初歩的な失敗例です。
こちらの基板はJLCPCBさんに基板を発注した際にデータの修正または確認が必要というメールを頂きました。
具体的には基板四隅に空けたM2サイズのビス穴のクリアランス(表記寸法？)に問題があるということでした。
基板形状は簡単ですがパーツを配置してねらったサイズの基板に仕上げたかったので、上記と同様の手順で一旦Fusion360上で各パーツを配置して基板形状(サイズ)を作りました。
そして同様にDXFファイルをKicadにインポートして製作したのですが、四隅のビス穴(Fusion360で2.2mmで作っています)はKicadのプレビュー画面で見る限り問題なかったのでそのままガーバーファイルを出力して発注してしまったところ、上記のような修正メールが来る結果となりました。
JLCPCBさんとメールでやり取りしましたが、本来ガーバーファイルを出力する際に適切なクリアランスが取られデータが出力されるので穴径などが整数値になることは無いようですが、上記基板では穴径が2.2mmと整数値になっていることから上記のような確認メールを頂いたようです。
基板製作初心者としては、このような初歩的な事もちゃんとチェックして頂けるJLCPCBさんのチェック体制は非常にありがたいですね！
ビス穴に限って言えば、Kicadのデフォルトフットプリントに各穴径に対応したMountingHoleが用意されているので、穴位置確認後入れ替えておく必要があるようですね！
結果的にはデータを修正をしなくても「適切なクリアランスを入れて！」とメールでお伝えすればデータ的には問題ないようですが、上記フットプリントを使いデータを修正して再アップロードすることにより問題なくこの基板を製作する事が出来ました。
最後に！
普段Fusion360を使っているとKicadでの基板外形を作る際に少し凝った形状のものを作ろうとすると結構手間がかかる印象を受けます。
基板形状を作りたい場合、3D CADソフトとなるFusion360の方が圧倒的に操作や作業工程は簡単で細かな調整等もやりやすいと思います。
上記のように基板外形データとしてDXFファイルをインポートする方法は簡単なので知っておくと便利に使えますね！
また今回は基板形状にDXFファイルを使いましたが、例えば基板に取り付けるパーツなどを取り込みそれをフットプリントとして作ることも出来るので便利だと思います。
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