「プリント基板の自作：パターン図の作成（手順1）」のご紹介
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今回は、「プリント基板の自作：パターン図の作成（手順1）」をご紹介します。
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「パターン図の作成（手順1）」について
最初にすることはプリント基板のもととなるパターン図の作成です。パターン図作成は、一昔前は耐酸性ペンやレタリングを使って手書きしましたが、いまではパソコンとEDAツールで作成します。仕上げがすばらしいですし、細いパターンでICのピン間を通すことも楽々できます。
しかもこれらのEDAツールがフリーソフトとして使えるものがいくつかありますのでこれを利用しない手はありません。
EDAツールを使って作成したパターン図を、インクジェット用OHP透明フィルムにできるだけ濃く印刷します。
注意すること
プリンタはインクジェット方式のものを使用してください。最近のものなら、細い線も十分きれいに印刷できるので性能的には問題ありません。
ただし、黒インクだけは顔料系インクのものを使い、プリンタ設定で色の濃さを最高に設定して使用します。染料系のインクだと、フィルムではじかれてしまって印刷が濃くできず、光が透けてしまいます。
また、レーザプリンタは、ベタ部の印刷時に濃度コントロールが自動的に行われて薄く印刷されてしまうので使えません。
下図(パターン図のフィルム例)が実際に作成したパターン図をフィルムに印刷して適当な大きさに切ったものです。左側は2枚同じものを印刷してセロテープで張り合わせたもので、1回で2枚同じものが作れます。
パターン図のフィルム例
| 同じパターン図を2枚並べたもその。セロテープで結合している |
| 余った部分はベタにしておくとエッチング液が節約できます |
エッチング液を節約するコツ
印刷する際のコツ
「パターン作成時のコツ」について
【1】できるだけ片面基板で作成する
プリント基板用の感光基板には銅箔が片面と両面にあるものがあります。両面基板は複雑なパターンを通すときには両面が使えるので楽なのですが、裏表のパターン位置をピッタリ合わせるのが結構難しいのと、裏表を接続する(市販の基板ではスルーホールという)のが結構面倒です。
できるだけ片面基板で作成した方が工作は楽になります。パターンが通せないときは、ジャンパ線を使って部品面側で接続します。ジャンパ線が10本くらいまでは我慢して片面基板にしましょう。
どうしても表面実装を裏表両方にして小型化したい時などは、基板製作会社に発注するのが得策です。
基板作成のコツ
| 1 | 片面基板でパターンが通らないところはジャンパ接続とする |
| 2 | ランドは大きめにし穴径は小さめにしてドリル刃のポンチの役を果たすようにする |
| 3 | 配線パターンはできるだけ幅広くする |
| 4 | 空いたスペースはベタアースとする。 EDAツールを使うと、自動でランドなどとの隙間を作る |
【2】片面基板のときのランドは大きめにする
ランドとは部品を取り付ける穴の周りの丸いパターンのことです。これが片面のときには部品を固定するための部分になるので、あまり小さいとはんだ付けの熱などではがれてしまうため、ちょっと大きめにしておきます。どれくらいかというと、
| IC用ランド | 60mil×80milの楕円 |
| 部品用ランド | 60milΦ~80milΦ(抵抗、コンデンサ、トランジスタ等) |
| 大型部品 | 70milΦ~90milΦ(TO-220トランジスタ、コネクタ等) |
| 電源ピン | 100~150milΦ |
| (milは1/1000インチ=0.025mm) | |
【3】配線パターンは通せるところは幅広くする
通常の配線パターンもできるだけ幅広くしておいたほうが丈夫になります。デジタルICのピンの間を通すときには、細くせざるを得ませんが、それでも20mil程度は確保しましょう。
| 通常の配線 | 30mil~40mil |
| 電源、グランド | 40mil~80mil |
| ピン間を通すとき | 15mil~20mil |
【4】空いたスペースはベタアースとする
空きスペースが必ずできますが、このようなスペースはノイズ対策や、安定動作の目的で、グランドのベタパターンで埋めます。
空いているスペースはすべてグランドに接続するパターン(ベタアース、ベタパターン)にして下さい。
【5】四隅は取り付け用穴のスペースを確保する
基板の四隅は取り付け用の穴として3.2mmをあけられるスペースをできるだけ確保するようにします(ネジで固定するための穴)。
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