プリント基板の製造

別件の実験のため、高周波対応の基板を作ることにしました。

設計は、関連書籍を読み、回路のパターンの寸法及び部品の配置は決めることが出来ましたが、これを元に手書きで作成した図面をどうやってCADの図面に移植するかが課題でした。

最初は、最近に普及が広がっているEAGLEというPCB用CADで移植をトライしてみました。しかし、CAD自体の複雑なインタフェースと高周波回路に使われている特殊なパターンが自由に描けないことに気づき、急遽PCBEというCADを使うことにしました。

PCBEというのは、高戸谷さんと言うスーパーエンジニアが1996年から製作されている無料のCADソフトです。現在もUpdateが続いており、最新のWindowsでも問題なく動作します。僕のような直感的にパターンを書きたいなユーザにぴったりのCADでした。そして、ネットで調べたところ、日本の国内にもユーザも多く、様々なライブラリも公開されており、非常に使えることが分かりました。一言でとても使いやすくて高機能なCADだと思います。

PCBEのダウンロード

そこで、まずPCBEで必要なパターンを書いてみました。使い方の勉強のため、最初はCADのヘルプファイルに掲載されているチュートリアルを勉強しました。その後、ネットで公開されているチュートリアルを用いて使い方を練習をしました。個人的に、役に立ったと判断するホームページを紹介します。下記の二つのホームページを読むだけで、基本操作法はマスターできると思います。

PCBEを使ったプリント基板設計 PCBE操作マニュアル

PCBEの使い方

練習が終わったので、設計した回路をPCBEを利用して図面を作成します。

ちなみに、PCBEはGerberフォーマットも出力してくれます。Gerberフォマットは、PCB製造業者に製造を依頼するときに必要なファイルで、フリーのソフトでありながら、これを提供してくれることは本当にすばらしいと思いました。

capture
PCBEの編集画面

そして、PCBEで出力したGerberファイルの確認はGerbvというソフトを利用しました。Gerberを表示してくれるViewerプログラムはいくつがありましたが、様々なソフトをトライした結果、Gervが最も使いやすいソフトだと思いました。

gerbv
Gerber Viewer : gerbvの画面

Gerberファイルの確認が終わった段階で、いよいよPCBの製造業者に発注します。

PCB製造に関して、国内外で様々な業者がありますが、今回は、Unicraftという国内メーカが無料のキャンペーンを募集していたことを知り、このキャンペーンを利用することにしました。Unicraftで正式に製造を依頼した場合、10×10 mm^2サイズの両面基板の場合、約1万円の見積もりでしたが、今回は、キャンペーンを利用することで無料で作ってもらうことにしました。

http://unicraft-jp.com/

free_pcb

この会社での発注方法はとても簡単でした。最初、PCBEで作成したGerberファイル(ただし、ファイル名はUnicraftの仕様に合わせて設定する)をWebにアップロードします。その過程で、Web上で概略な見積もりが確認できます。その後、すぐUnicraftの担当エンジニアより、注文確認及び図面の内容を確認するメールが届きます。国外のメーカの場合、このプロセスが省略されるケースがあり、もし図面に間違いがあった場合、この過程で確認ができて修正ができるため、間違った基板を作ってしまうリスクはかなりなくなります。ということで、初心者とっては、発注と製造の間に一回確認する仕組みがあることは非常に助かります。

発注が確定され、約10日後に完成した基板が届きます。その間でもWeb上で製造過程がモニターリングが出来ます。基板は非常に丁寧に製造された印象でした。

2016-03-19 18.04.15

届いた基板で、部品を取り付け完成します。これからは追加部品を乗せ、特性を評価します。

実際にやってみたら、PCBE+Unicraftの相性が非常に良かったです。まず、PCBE自体が非常に使いやすいCADソフトであることと、UnicraftがPCBEを全面的にサポートしてくれて、思った以上早く基板を作ることが出来ました。これまでEAGLEで費やした時間が非常に虚しく感じました。(と言ってもEAGLEが悪いとの意味ではなく、初心者にとってハードルが高すぎるとの意味です。)

pcb2

まとめ

(1) PCBEはとても使いやすく、必要な機能をたくさん有しており、大変優秀なCADソフトである。

(2) Unicraftに発注し基板を製作。納期は10日程度。発注の仕組み、納期そしてPCB基板の出来には満足。

(3) これからたくさん作ります!

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