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「プリント基板の自作:穴あけ」についてご紹介|「電子工作/修理/メンテナンス」

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「プリント基板の自作:穴あけ」についてご紹介

ご訪問ありがとうございます。

今回は、「プリント基板の自作:穴あけ」についてご紹介します。

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■基礎(回路図一覧|回路図英名|基本ルール|基本単位一覧|
接続と交叉|電源とグランドのノウハウ|電源の問題とパスコン|電子回路図に描いてないこと|)
電子回路を設計する:無安定マルチバイブレータ編
回路図を描く|電子部品に名前を付ける|動作原理を考える|
動作が見えるように改造する|電源方式を決める
|リード部品かチップ部品か?|LEDランプ|トランジスタ|
点滅周期の計算|カーボン抵抗器|コンデンサ|ブレッドボードテスト作業|
製作(|||||)
【電子工作道具】
はんだこて 歴史
■はんだ付け
基礎その1
(基礎/道具|プリント基板はんだ付け|線材のはんだ付け|フラットパッケージ|チップ部品取付)|
基礎その2
(基礎知識|ハンダ付けに必要なもの|
ハンダ付け/取付(基本|抵抗器|複数部品|ICソケット|
より線ハンダメッキ|より線ランド付け|ハンダ吸い取り)|鉛をなぜ嫌うのか?)
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動作チェックノウハウ(基本|調整)
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(抵抗器とは/種類/特性|E系列の抵抗値一覧|カラーコード|
合成抵抗値の求め方|抵抗器の実装方法|チップ抵抗器)
カーボン抵抗器を曲げる(手動|ラジオペンチ)|抵抗器を取付ける|
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並列接続と直列接続|コンデンサの寸法|実装方法|バリコン)
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「穴あけ」について

「プリント基板の自作手順」のご紹介
手順 工程 コメント
スタート
1 パターン図作成 フィムルに印刷して版下に EDAツールで作成
2 露光 感光基板に紫外線で露光 通常8~10分
3 現像 現像液に浸して動かす 通常2~3分
4 水洗い 十分現像液を洗い流す
5 エッチング エッチング液に浸す 通常15~20分
エッチング後水洗いして
エッチング液を洗い流します。
6 感光剤除去 アルコールで拭い去る 数回繰り返すときれいになる
7 穴あけ ミニドリルで穴あけ 穴あけ後、バリを取る
8 フラックス塗布 仕上がり いったんアルコールで
拭いてからフラックスを塗る
完成

次ぎは穴あけですが、道具はミニドリルとドリルスタンドを使用します。下図はドリルで基板に穴をあけているところです。

【穴あけのコツ】ドリルをスタンドに固定する際、スタンドの固定枠をゆるく締め付けておき、ドリル刃の先端が少し動くようにしておきます。

これでランドの上にドリル刃がいくと銅箔で刃先がすべり、ランドの中心の穴あけ位置にすべるようになり、中心を狙いやすくなります。ただしこのときのドリル刃は半月型より鉄工用の方がうまくいきます。

ドリルでの穴あけ1mmの穴を3つ並べてあける。 その間をカッターナイフで切り落としてつなげる。その後1mmのドリルで間を整形します。

締め付けないでドリル刃の先端が少し動くようにすると、ランドで刃先が滑ってランドの中心に刃先が行きやすくなります。

スタンドの穴の中央部に、ランド穴の中心が来るようにセットして穴をあけます。

「ドリルの刃について」について

ドリルの刃には、1mm以下の細いものは、半月型か鉄工用を使います。ドリル刃として揃えておく必要があるサイズは下図程度で、これぐらいの種類があればまず問題ありません。太さに合わせてチャックを取り替えて使います。

ドリルの刃一覧の紹介
種類 ドリル刃サイズ 対象となる部品
超硬
0.7~0.8mmΦ IC抵抗コンデンサ
1.0mmΦ 基板コネクタ、テストピン、大型抵抗
2.0mmΦ トリマコンデンサ、大型コネクタ
一般用
3.2mmΦ 取り付け用ねじ穴(M3ネジ)
5.0mmΦ バリ取り用(使い古しで可)

1mmの穴を3つ並べてあける。 その間をカッターナイフで切り落としてつなげる。その後1mmのドリルで間を整形します。

【鉄工用のドリル刃】
1.2mm
0.8mm
0.5mm
【半月型のドリル刃】
1.2mm
0.8mm
0.7mm

「穴あけのコツ」について

穴あけは結構コツが必要で慣れるまでは失敗が多いかも知れません。しかし慣れれば正確に素早く作業できるようになります。あけ方のコツには下記のようなものがあります。

【1】ランドのセンター穴をパターンに描いておく

パターンを作成するとき、ランドの中心がエッチングで銅箔が除去されるようEDAツールでパタに穴を描いておきます。これがあるとドリルの先端が滑ることなくランドの中心ーン図を作成する際に正確に穴を空けることができます。

ICなど、並んで多くの穴を空ける必要があるときには不可欠です。ポンチで印を付ける方法もありますが、これはドリル刃が滑ってしまい、IC用など正確な位置を連続であけるのは難しくなります。

EDAツールでパターン図を作成する際に、ランドの穴径(センター穴)をパターンに描いておきます。

【2】大きな穴には下穴を空ける

2mm以上の穴は、先に0.7~0.8mmのドリルで下穴をあけておきます。これで楽にきれいに大きな穴があけられます。

サイズの小さなドリルで下穴をあけておくと、作業がしやすくなります。

【3】長方形の穴は丸穴をつないであける

コネクタの固定穴やトリマコンデンサなどの足には長方形の穴が必要になりますが、このためには、下図(長方形の穴あけ)のように複数個の丸穴を接近させてあけ、それをカッターナイフの先で間をカットしたあと、1mmのドリルで穴の間を整形するときれいに仕上がります。

複数個の丸穴をあけ、それをカッターナイフの先で間をカットして長方形の穴をあけます。

長方形の穴あけ

1mmの穴を3つ並べてあける。 その間をカッターナイフで切り落としてつなげる。その後1mmのドリルで間を整形します。

1mmの穴を3つ並べてあける。
その間をカッターナイフで切り落としてつなげる。
その後1mmのドリルで間を整形します。

【4】あけ終わったあとのバリを取る

穴をあけおわったら、まわりのバリをとりますが、全体を基板材の端でこすれば、小さな穴のバリは簡単にとれてきれいになります。大きな穴のバリは、大き目のドリル刃を直接手で持って軽く削ぎ落としてきれいにします。

大き目のドリル刃(5mmぐらい)を利用します。
バリとは:穴のまわりにはみだした余分な部分です。

【5】部品面とはんだ面を一緒に印刷した図で確認する

穴のあけ残しがないかは、パターン図を印刷する際、部品面とはんだ面を合わせて一緒に印刷しておき、両方の図を見ながら確認すると楽にできます。

部品面とはんだ面の両方を印刷しておきます。パターン図を印刷する際はんだ面も印刷しておくとよいでしょう。

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