回路基板を設計する方法

初心者にとって、回路基板の設計方法をにつけるのは素晴らしいことです。 ここでは、7つの過程をまとめて、回路基板の設計方法に関する大まかな概念を理解するのに役立つと思います。 1.事前設計 事前設計には、コンポライブラリと回路図を準備しておきます。基板設計を進める前に、回路図のSCHコンポライブラリと基板のコンポパッケージを準備する必要があります。 エンジニアから標準サイズのライブラリを設計する方が良いです。 一般的には、基板コンポパッケージライブラリを確立した後、SCHコンポーネントライブラリを確立します。 基板コンポのパッケージライブラリは、基板実装に直接影響を与えるため、厳しい条件があります。 独自のライブラリを作成するより、コンポが在庫あるライブラリを利用する方がいいです。 Seeed Fusionのように、部品リストとEagleライブラリとKicadライブラリを提供するので、プロセスが簡単になります。 回路図のSCHコンポライブラリの条件は比較的に緩いですが、ピン特性の定義と基板コンポパッケージライブラリの対応に注意してください。 事前設計を完成して、次の6ステップを続きたくない場合は、FusionレイアウトサービスページでSCHをアップロードして、設計にかかる費用が即時に出てきます。(生産の準備ができている設計) 2. 基板の構造設計 基板のサイズと機械的な位置に応じて、基板設計環境で基板の枠を引き出し、必要なコネクタ、ボタン/スイッチ、ネジ穴、実装穴などを位置決め要件に従って配置します。 配線領域と非配線領域(非配線領域の周囲のネジ穴の範囲など)を十分に検討して決定します。 3. PCBレイアウト設計 レイアウト設計では、基板の枠の設計要件に従ってコンポを配置します。回路図ツールでネットワークテーブル(設計→ネットリスト作成)を作成して、ネットワークテーブル(設計→インポートネットリスト)をPCBソフトウェアにインポートします。その後、ネットワークテーブルはソフトウェアの背景に存在し、配置操作によって接続できるライン候補間のすべてのコンポおよびピンを呼び出すことができ、次にコンポに基づいてレイアウト設計を行うことができます。 PCBレイアウト設計は、基板設計プロセスの最初の重要なプロセスであり、基板が複雑になればなるほど、後の配線を実現するための難易度に直接影響するため、より良いレイアウトが要求されます。 レイアウト設計は、回路設計者の基礎と豊富な設計経験に依存しているため、回路設計者に厳しい条件があります。首位の回路設計者は、小型モジュールレイアウト設計または難解なPCBレイアウト設計に適しています。 4. 基板配線設計 配線設計は基板設計プロセスで最大の作業負荷を持ち、PCB基板の性能に直接影響します。 PCB設計プロセスでは、配線には一般に3つの部分があります。まずはクロスパスで、回路基板設計の基本です。 次は標準的な基板の測定である電気性能の表現です。配線後、電気性能が最もよくなるため配線を調整します。 最後はきれいで美しいです。混沌とした配線は、電気性能が許容可能であっても、後の改善やテストやメンテナンスに不便をもたらします。 5.レイアウトとシルクの改善 “もっと優れた基板設計があります”、 “基板設計は欠陥のある芸術品です”、これは主に基板設計がハードウェア設計の要件を満たす必要があるからです。ただし、特定の要件の間に異なる競合が存在する可能性があります。…

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Maker Faire Tokyo 2017

Maker Faire Tokyo 2017は順調に終わりました。FusionチームはMaker Faireに出展したのは初めてなので、たくさんのご来場ありがとうございました。今回多くのFusionユーザーと出会って、すごく楽しかったです。 多くのユーザーはFusionのプリント基板で自分のものを作って、Maker Faireにご出展になりました。 また、今回は多くの「製造のためのプリント基板設計ガイド」を用意したので、皆さんはお気に入るかなぁと心配していたが、意外にすごく人気があります!良かったです!  この機会で、このガイドを翻訳いただいた「ツール・ラボ」の佐倉正幸と会いました。協力いただいて本当に感謝しています。 ご来場の皆さんはいろいろご意見やアドバイスをいただき、Fusionチームにとっては貴重なものです。これからよりよいサービスを提供するように努力します!今後とも宜しくお願いします!

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プリント基板の色はなぜ緑色ですか?

2019/7/23 追記更新 – レジストをかける画像 2019/8/9  追記更新 –  黒い基板の方はレベルが高い? プリント基板は緑? プリント基板って、なぜ緑なんですか?たまに赤色や黒色とかあるけど、たいてい緑ですよね。原料から自然にああいう色になるのでしょうか、それとも何かの理由で緑にしているのでしょうか? 上記の質問はエンジニアだけでなく電子趣味の人からもよく質問されたので、ここで取り上げましょう。 基板の緑の部分は何ですか。 緑色の部分は、ソルダレジストと呼ばれ、成分は樹脂と顔料です。目的は保護、絶縁、防塵などです。具体的には、プリント基板では、両面とも銅箔付きの物です。銅は鉄、アルミ、マグネシウムに比べて、そんな活性高いではありませんが、水中で酸素と反応しやすいです。また、空気に含まれる酸素と水蒸気が常温で銅と接触することで酸化反応が発生します。それで、銅箔が酸化されたり、プリント基板の導電性もなくなります。 銅箔の酸化反応を避けるため、またPCB表面をするためもあり、ソルダーレジストの使用は始まりました。ソルダーレジストは、はんだ付けの時、不必要な部分へ付着するのを防止して。同時に、永久保護膜として、ほこりや熱、湿気などから回路パターンを保護し、絶縁性を維持します。 レジストを印刷するとき、緑の顔料を加え、そうすると基板は緑色になります。 つまり、ソルダレジストの色は緑だけではなく、黄や黒、赤、紫などさまざまな色があります。 それではなぜ、黄、赤、黒、白など、カラフルなソルダレジストを使わなく、緑色だけなのでしょうか。いくつかの理由があるようです。 理由1:緑色は目にやさしい 確かに、基板を製造する工程では、目視の検査がとても重要です。AOIと呼ばれる光学式外観検査機も使用されていますが、最終的な検査は、熟練した検査員が目視で行っています。その際に、基板がきらきらと光る黄色や赤色ですと、まぶしくて検査どころではありません。また、黒色や白色ですと、混入した異物、断線、残銅などが目立たなく、目が疲れてしまいます。そう考えると、緑色が多いのも納得できます。 理由2:コストが安い 緑色は、汎用性が高いため、生産において広く使用されており、購入されております。また量産の時、同じ色塗料を使用して、ラインのコストを削減することができますので、緑色の塗料調達コストは他より低くなります。ですから、レジストは緑というのが最も一般的で、製造コストや納期にも有利なのです。 Seeed Studio Fusionは、ソルダレジストに緑、赤、黄、青、白、黒の6種類のカラーを提供しています。 Seeed Studio Fusionは、他の色のコストが緑色より高いにもかかわらず、Fusionはエンジニアのため、簡単なプリント基板試作できるように、追加料金なしにすべての色を提供しています。   理由3:エラーを減らす Gorillaの製造能力技術文書によりますと、緑の顔料はより多くの誤差を減らし、他の色より小さな面積を占めるためより高い精度を行うことができます。…

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プリント基板の種類

プリント基板(PCB:printed circuit board)とは、電子部品を固定して配線するための電気製品の主要な部品の1つです。要するに、プリント基板は集積回路を備えたボードです。 プリント基板は多くの種類があります。回路層によって分類すると、片面基板、両面基板、多層基板があります。材料によって分類するならば、フレキ基板、リジッド基板、フレキリジッド基板があります。 1.回路層によって分類する 回路層によって分類すると、片面基板、両面基板、多層基板があります。 2層基板と4層基板は、プロトタイプの設計が容易で安価であることから非常に人気があります。 (Seeed Fusion PCBサービスのように、10枚の2層基板を4.9ドルで入手でき、とても安いです。)通信業界や軍事産業のように、非常に複雑な機能のために最大40層まで拡張できます。 1)片面基板 これは基本的な回路基板であり、すべての部品が一面にあり、ほかの面にパターンがあります。 これが片面基板と呼ばれる理由です。 片面基板の設計には多くの制約があるため(配線は交差できず、独自の回路を持つ必要があります) 以前のボードだけが片面基板を選択します。   2)両面基板 回路基板の両面に配線があります。 両面の配線を接続するには、適切な回路接続が必要です。 これらの回路間の接続を合せ穴(ビア)と呼びます。 合せ穴はプリント基板上にあり、金属で充填/被覆されており、配線の両面に接続することができます。 両面基板は片面基板より大きいため、配線を交差させることができます。 これは、片面基板よりも複雑な回路に対して両面基板がもっと適用する理由です。 3)多層基板 配線できる面積を増やすために、多層基板はより多くの片面と両面で構成されています。 多層基板は、多数の両面基板からなり、各基板間に絶縁物を配置します。   2.材料によって分類する 1)フレキ基板 フレキ基板はFPC基板で作られています。…

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PCBEからガーバーファイルを出力する方法

プリント基板を設計するとき、PCBE と言うフリーソフトを使う日本の方はたくさんいらっしゃるそうです。 しかし、弊社のファイル規範に合っていないことよくありますので、ここでは、PCBEからガーバーファイルを出力する時、注意すべきのことを簡単に説明いたします。(一部分はお客様の関口さんのブログ記事を参考して、編集したものです。元記事) 1.まず「ガーバー出力」をクリックして、デフォルトの設定で「出力」をクリックしてください。レイヤー1~8を選択 して ガーバー出力します。 ご注意:各レイヤのファイル名は英語でなければなりません。日本語の場合、文字化けになるかもしれません。 ご注意:少数部3桁で出力してください。 ご注意:拡張出力のチェックを確認して下さい。 ご注意:PCBEのドリル形式出力は使いません。全てガーバー形式で出力します。                                   2.Gerbvを起動して、ガーバー→エクセロン(Excellon)変換をします。 Gerbv:ここからダウンロードできます。 gerbv…

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プリント基板に穴あけをやすくする方法

穴あけの目的 片面と両面の基板は、生産ラインに乗った直後に穴あけられます。多層基板の穴あけは加圧した後にします。機能によって、異なる穴は 機能の分類によって、異なる穴あけ穴を分割することができます:穴、工具穴、穴、穴、埋込み穴。 近年、電子製品は軽量化しなければなりません。ですから、より良い穴あけ技術、例えばレーザー燃焼穴や感光性の穴などが必要です。   機械穴あけ 穴あけには、 ドリル・ビット、当て板、捨て板などの部品が必要です。 レーザー穴あけ 電気技術の発展に伴い、穴のサイズをもっと小さくする必要があります。サイズが小さすぎると機械工具で穴あけるとき、破損もあります。レーザー穴あけは、0.2mmより小さい穴をあけることを目指しています。エンジニアがBGA、HDIボードを使って基板を設計する場合、レーザー穴あけでマイクロビアを作成する必要があります。 機械穴あけよりレーザー穴あけは高価です。コストを低くするためにΦ0.3mmの穴をお勧めします。   あなたのボードがHDIやBGAの場合は、マイクロビアが必要ですから、Seeed Studio Fusion PCB製造メーカーにお問い合わせて見積もりを手に入れます。

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プリント基板の製造方法—–シルク印刷

シルク印刷とは? シルクは、部品の組み立てをやすくする、基板のデザインをより良く理解するために、プリント基板の表面に必要なロゴとテキストポイントを記載するものです。例えば、部品の番号や外形と製造者のロゴ、生産日などの情報です。最も一般的なシルクの色は白です。 (これはSeeed Studio Fusionサービスから製造してもらう基板です。基板試作を提供して、品質がいいし、とシルクもきれいです。試作したい設計がございましたら、これをお勧めいたします。) Gerberのどのレイヤーがシルクですか? Gerberでは、TopoverlayとBottomoverlayは、シルクを印刷するレイヤの上端と下端です。 (Seed Studio Fusion Gerber Viewerで基板レイヤーを表示できます) シルクははんだ付けにとっては重要です。細かいところに注意しなければなりません。 基板の取り付けをやすくするために、すべての部品、取り付け穴、位置決め穴に対応するシルクのラベルが必要です。例えば、H1、H2 … … Hnロゴ付きの基板取り付け穴シルクスなどです。 溶接逆の可能性を減らす、シルクスクリーンは左から右へ、下から上への原則に従う必要があります。それぞれの機能ユニット内の電解コンデンサ、ダイオードおよび他の極性装置のために、可能な限り同じ方向を維持する必要があります。 3.溶接装置の信頼性を確保するために、部品パッド上にシルク印刷をしないでください。スズの連続性を保証するために、スズトラックはシルク印刷する必要がありません。装置の挿入およびメンテナンスをやすくするために、装置は、取り付け手段のビット数によって隠されるべきではありません。 4.溶接ウィンドウを開く時、シルクの一部が失わないように、シルクは、ビア、穴、パッドに置かない方が良いです。 下図に示すように、シルク”8″は穴に印刷されて、それに穴がシルクを切断します。基板を受け取った後、数字を把握できないかもしれません。 5.マーク極性をやすく認識できるように、部品の極性とコネクタの方向は、シルクレイヤに明らかする必要があります。 6.基板上の装置の識別子は、BOMリストの識別子と一致する必要があります。

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エンジニア向けのプリント基板の製造プロセスのチュートリアル

基板の設計方法に関するチュートリアルや記事をオンラインでたくさん用意しますが、デザイナーとして、基板の作る方法に興味を持っているかもしれません。これはエンジニアやデザイナーとする知識を超えていますが、製造ための設計(DFM)知識として、非常に参考になります。 Seeedは、8年以上にわたり業界のリーディングカンパニーとして、アイデアからプロトタイプ、量産まで、設計者を支援する多くの経験を持っています。Seeed Fusionはワンストッププロトタイプサービスで、低コストで基板試作を入手できます。(10枚の10×10cm基板で4.9ドル) ここでは、工場での基板製造プロセス全体を簡単に紹介します。基板製造には20のステップがあります。またSeeedは、製作への理解を助けるために、今年の5月により具体的な製造マニュアル「PCB Design for Manufacture」を作りました。   原材料を適切なサイズにカットする ほとんどのお客様は、FR4 130-140を試作品の製造材料として使っています。原材料の元のサイズは41 * 45インチです。工場はボード切断機で製造に適している40 * 50cmにカットします。 穴をあける メッキなしのドリルボードの添付図をご覧ください。Fusionの最小穴サイズは0.2mm〜0.3mmです。通常、穴をあける平均要求は0.3mmです。穴を小さくする場合は、工場に厳しい設備が必要です。 無電解銅メッキ 第2のステップの後、穴の内部に銅箔がなく、これは穴が接触されていないことを意味する。ですから、、穴を連続するために、第3ステップは無電解銅メッキです。このステップの後、穴の内側に銅があり、穴が接触されます。 この工程は、自動的な無電解銅メッキ生産ラインからの支援で完成です。 膜をプレス加工する このステップでは、ボード上に青色の乾燥膜になります。乾燥膜は、基板の製造プロセスにおいて非常に重要なキャリアです。 露光する 露光機内の経路膜と青い乾燥膜の付いているボードをマッチします。露光機の光により、経路ない膜が完全に露光されます。このステップの後、経路は乾燥膜に転写されます。 現像する 前のステップで露光されていない部分については、私たちは現像液で現像させます。現像液は、露光されている部分にとっては役に立ちません。 陰極銅(電解銅) ボードを電解銅の機械に入れます。銅を含むボードは電解になり、乾燥膜の部分は影響を受けません。 電解スズ 電解スズは、乾燥膜によって保護されている銅を取り除く用です。…

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2021年プリント基板(PCB)回路図作成におすすめのソフト8選

多様なレイアウト要件を満たす回路設計ソフトウェアはたくさんあります。たとえば、回路図フリーのソフト、オンライン無料のプリント基板設計ソフトおよび工業用プリント基板ソフトが含まれます。この記事では2020年プリント基板(PCB)回路図作成におすすめのソフト8選を簡単に紹介しています。紹介の内容に基づいて比較を行うことができます。 1.Eagle(Easily Applicable Graphical Layout Editor) PCBレイアウト、回路図編集ツール、ライブラリコンテンツ、コミュニティからの要望に基づいて開発されたCADであるため、あらゆる状況に対応可能です。また、障害物を回避するために自動的に配線、配線を押し出して自動で行える便利な機能を搭載されています。 機能限定バージョンをダウンロードするには無料です。 2.Kicad 回路図エディタを使用すると、制限なしで回路図を作成ことができます。また、デザインを3Dで再現できるため、パソコンでは確認が難しかった細部を確認できるのもおすすめ機能のひとつです。 MacやWindowsなどのオペレーティングシステムでKiCadホームページから無料でダウンロードできます。 3.DesignSpark PCB DesignSpark PCBは、商用利用のために無料で使用できる基板設計CADです。 PowerPointやExcelのように回路図や基板配線を設計できます。必要なレベルに応じて、有料版と無料版があり、無料版でもフル機能を商用利用できます 4.Fritzing Fritzingは、電子機器ハードウェアの設計用のアマチュアまたは趣味のCADソフトウェアを開発するオープンソースイニシアチブであり、プロトタイプの実験からより永続的な回路の構築に移る準備ができているデザイナーやアーティストをサポートします。 Fritz公式サイトのからのダウンロードは有料となりましたが、GitHubからインストーラをダウンロードすることで、無料でインストールできます。 5. ORCAD 主な機能はCISによる部品検索、部品のデータ管理であり、設計の違いを図で比較することができます。使いやすく、生産性が高く、さまざまな回路図入力機能を備えているため、すばやく実行できます。 ただし、これは海外企業の商品であり、翻訳機能は利用できますが、ホームページには英語や横書きが多いため、ハードルが高いかもしれません。 この製品は無料ですので、決定する前に試してみることをお勧めします。 6.PROTEL( Altium Designer) 一よく使用されている配線ツールや各種設計検証ツールを使用して透過的にネットリストを作成できるため、データを総合的に管理できます。 ライセンスは年間契約で、月額27,000円です。気に入った場合は、永久ライセンスを取得することもできます。無料の評価版がありますので、まずはこちらをダウンロードすることをお勧めします。 7.PCBE…

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ダイオード(Diode)

1.ダイオードとは? ダイオードは、電気の流れを一方通行にする部品です。トランジスタやICなどと同じ仲間で、能動部品と呼ばれます。半導体を用いた基本的な部品です。 2.主な機能 (1)電気の流れを整える:交流を直流に交換したり、逆流を防ぎます。 (2)電圧を一定にする:電源電圧の基準となったり、過電圧から回路を保護します。 (3)検波する:ラジオなどの無線信号から音声信号を取り出します。 3.主な種類 半導体の材料や構造によって、さまざまな機能や特性のダイオードがつくられています。 良く使われる回路図記号は下図の様になっています。 回路図記号 略号 名  称 機  能 D 汎用ダイオード PINダイオード 整流、スイッチング、検波用 ZD ツェナーダイオード 定電圧作成用ダイオード SD ショットキー ダイオード 高周波スイッチング用 VD バリキャップ 可変容量ダイオード 高周波同調用 DB ダイオード…

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