Eagleや感光基板を使ったプリント基板の試作を紹介します

MAKE PCB プリント基板を作ろう！プロトタイプのプリント基板作成を紹介しています	UPDATE　2006/10/07 design@miniprobe.com
EAGLE	CAD SOFT社のPCB CAD EAGLE 小型基板ならフリーで使用可能。左のPCBは電波体温計Microtouchの受信回路（SiliconLab.社の小型マイコンC8051－F300 　とLANTRONIX社の小型Webサーバーです）
EAGLEはドイツCADSOFT社のプリント基板設計ソフトで回路図入力、基板アートワーク、自動配線、発注用DATA生成など充分な機能をもっています。 DRC（デザインルールチェック）などはしっかりしています。ランド形状はユーザー独自のものは作れない様でティアドロップなども対応していませんが、海外製のソフトですからその辺の事はあまり気にしていない様です。何と言っても価格が安いです。国内の１０分の１といったところでしょうかただし、日数は少々かかります。　特急もありますがそれなりに価格もUPします。飾り気の無い封筒でやって来ます。（左の写真）オートルーター（自動配線機能） EAGLEの強力な機能としてオートルーターがありますが私はほぼ全ての設計にこの機能を使用しています。アナログ回路には自動配線は無理という記事をよく見かけますが細かな部分は別としてまずは部品の配置が自動配線の出来具合を左右すると言っても良いでしょう。この機能にはとても満足しています。（とにかく納得いくまで何度でも自動配線を繰り返す．．が一番いいですね。） OLIMEX社ここはブルガリアにある基板屋さんで作製したCADファイルをメールで送れば数日後に手元に届くとても便利なメーカーです。また価格がとても安く国内の10分の1程度で出来上がってしまいます。 OLIMEX社ではガーバーデーターをRS274で受付しますが、OLIMEX社ではEAGLEで作製したファイルについてはガーバーデータに変換する以前のソースファイルで受け付けてくれますのでとても便利です。
最新EAGLE作品電波体温計MicroTouch３号機の基板です。13×13mm 全てオートルーターで作製しています。右側はUHF帯誘電体ループアンテナ。
加工 PROXXON社のマイクロフライステーブルを使って基板外形を修正中の様子。 OLIMEX社は細かな外形はカットしてもらえませんので自分で修正しなければなりません。小型サイズの基板であればこのフライスが手ごろです、価格も3万円代で入手出来て騒音もわりと小さいです。ただし、マイクロフライスと呼ばれるだけあって、さすがに作業範囲は狭く苦労しました。
ガーバービューワーCamtastic2000 OLIMEXにCADデータを送る際、EAGLEで作製したファイルであればガーバーデーターに変換する必要が無く、作業を簡略化出来ます。しかしレジスト処理（銅箔のくり抜き）など手を加えた時などは一度ガーバーデーターに変換した後、ガーバービューワーと呼ばれるソフトウエアで仕上がりの基板を確認することミスを事前に発見することが出来ます。ここで紹介するCamtastic2000は国内でのフリーソフトなどと比較すると速度、安定性の面で抜群です。特に各レイヤーごとのカラー印刷、指定レイヤーとの重ね印刷などとても使いやすく重宝しています Altium（昔のProtel)で評価版としてDownload出来ましたが、現在は製品版のみを扱っている様です。
ガーバービューワー GC-Prevue Oliex社のご推薦ビューワ－　File-importでガーバーデータファイルを指定すればCamtastic2000と同様簡単に表示出来ます。表示レイヤーの順番や色も自由に指定出来ますので自慢の作品をいろいろな角度で楽しむことが出来ます。アパーチャーテーブルのDコードもEAGLEのガーバーデータを問題無く読んでいる様です。　Camtastic2000ではこのアパーチャーテーブルが何故か保存することが出来なかったのですがGC-PrevueではOKでした。
Express PCB ExpressPCBはwebによる注文で両面スルーホールガラス基板を安値で試作してくれます。 OLIMEXの様にレジスト処理やシルク印刷がありませんので大規模な基板は少々作りづらいかもしれません。 ExpressPCBのサイト（アメリカサンタバーバラ）から専用のCADアートワークソフトをDOWNLOADしてパターンを描きます。最新バージョンは回路図EDITORも付属しておりネットリストも発生出来ます。そのネットリストを元にアートワーク中に回路図で指定したネットのランドをハイライトさせる事が出来ます。
ExpressPCBから送られてきたネットワークセンサ試作基板 45mm×15ｍmの基板を２０枚注文して約180 US$でした。（後に、特別輸入関税で2000円ほど払いましたが．．．） EAGLEの完全な設計環境と比べると能力は劣りますが簡単な回路であればこれで問題無く充分実用的な基板を作製する事が出来ます。一番の特徴はこのソフトウエア上で基板サイズ、穴の数、シルク印刷の有無、試作枚数から試作代金を見積りしてくれる事です。ついでに試作日数と日本到着までの日数も計算してくれます。見積りOKであればそのDATAをExpressPCBのサイトに転送すれば後は確認のメールが届き基板を待つばかりとなります。
OLD STYLE　感光基板 30年以上前からやってました。最近は上記メーカーなどに試作を依頼していますが簡単なパターンであれば（特に片面）自作する事も可能です、個人的な感光基板の作成方法ですが紹介させて頂きます。両面基板も試作可能ですが、裏表の重なり精度がとてもシビアでドリル時にランドの切れが生じるなど問題が多いです、なるべく片面で行ける基板を想像して回路設計をしています。
焼き付け１．フィルムプリント基板の試作は感光基板を使用します。（サンハヤト(株）などで販売されています）ＣＡＤで作成したプリントパターンはレーザープリンタでフィルム（ＯＨＰ用紙）に最高の画質で印刷します。
注意：レーザープリンタにOHPシートを通す時、プリンタ内部の熱によりフィルムが変形する場合があります、最近ではサンハヤト(株）などからプリント基板用としてのレーザープリンタ用フィルムが売られていますので、そちらを使用してみると良いでしょう。２．焼き付けフィルムを感光基板に重ねて４５分間焼き付けます。その際、基板とフィルムがピッタリＦｉｔする様に厚でのガラス板を乗せます。ライティングは４０Ｗの蛍光燈（白色）でガラス表面より約３センチ放します。蛍光灯にあまり近づけすぎると感光ムラが出来てうまく仕上がりません。（エッチングの失敗の可能性があります）サンハヤト(株）より感光専用のロボットもありますので使用してみると良いでしょう。３．現像現像剤は液状とスプレーがありますが最近はスプレーを使用しています。焼き付けた基板を壁に立てかけ、現像スプレーを吹きかけます。スプレーは泡状でこの泡が流れ落ちた時にはパターン化する部分に奇麗な青色のマスクがかかっています。現像時も液体の場合は30度くらいスプレーの場合は冬のベランダはやめたほうがいいようです。この後、水で洗い流して第一段階は終わりです。スプレーを半分ほど使っても綺麗な青色と器材の色がはっきり出なかった時は残念！感光からやり直しとなります。私の場合成功した時の状況をノートに書き留めておくのが一番いい様です。
４．エッチングさあ、いらない部分の銅箔を溶かします、気合を入れていきましょう。ここで失敗すると最初からやり直しです。朝の目覚めが悪いです．．．エッチング液（塩化第二鉄を樹脂や発砲スチロールの容器に入れます。そしてこのエッチング液を温度、約３５度に加熱します。専用のヒーターもありますが私は購入したエッチング液のポリ容器を熱湯に沈めて暖めています。現像の済んだ基板をパターン面を上にしてそっと沈めます。エッチング液が飛び出さない程度に容器を揺らし続けます。（約１５分）時々、出来具合をCHECKしながら進めます。不要な部分が溶けてしまったら水道で洗い流します。これで第２段階終了です。だんだん鮮やかなパターンが浮かび上がってくるはずです、一番の感動シーン！注意１：絶対に使い終わったエッチング液を下水や地中に捨てない事！　　　　　専用の処理剤で中和して下さい。　　　　またエッチング液が皮膚につくと１週間ぐらいは黄色く変色して取れません。注意２：現像液は直接手で触れると皮膚が傷みます。　　　　　（私は１ヶ月ほど指の指紋が無くなってしまいました）
ALTERAのFPGA（EPF8282)の搭載の汎用基板を片面感光基板で作製してみました。片面の紙フェノール基板なので表側はジャンパー線でいっぱいです。このアートワークにはIVEX社のWinBoardを使用しました。
EAGLE　CADライブラリ Microtouch1号機の受信装置 Olimex社に初めて注文した基板です。　Olimex社の仕様から外れると追加料金を払わなければなりません。　私はシルク印刷幅を１箇所細めに出力してしまったため数ドルの追加手数料を払うことになってしまいました。
EAGLE　CADライブラリ Microtouch2号機の受信装置左上のマイコンC8051-F330は非常に小さく端子間の距離がとても狭いため近くに他の部品があるとオートルータが配線をあきらめてしまう場合が多かった。オートルータは何度も試し癖をつかむのが一番ですね。
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MAKE PCB プリント基板を作ろう！プロトタイプのプリント基板作成を紹介しています	UPDATE　2006/10/07 design@miniprobe.com
EAGLE	CAD SOFT社のPCB CAD EAGLE 小型基板ならフリーで使用可能。左のPCBは電波体温計Microtouchの受信回路（SiliconLab.社の小型マイコンC8051－F300 　とLANTRONIX社の小型Webサーバーです）
EAGLEはドイツCADSOFT社のプリント基板設計ソフトで回路図入力、基板アートワーク、自動配線、発注用DATA生成など充分な機能をもっています。 DRC（デザインルールチェック）などはしっかりしています。ランド形状はユーザー独自のものは作れない様でティアドロップなども対応していませんが、海外製のソフトですからその辺の事はあまり気にしていない様です。何と言っても価格が安いです。国内の１０分の１といったところでしょうかただし、日数は少々かかります。　特急もありますがそれなりに価格もUPします。飾り気の無い封筒でやって来ます。（左の写真）オートルーター（自動配線機能） EAGLEの強力な機能としてオートルーターがありますが私はほぼ全ての設計にこの機能を使用しています。アナログ回路には自動配線は無理という記事をよく見かけますが細かな部分は別としてまずは部品の配置が自動配線の出来具合を左右すると言っても良いでしょう。この機能にはとても満足しています。（とにかく納得いくまで何度でも自動配線を繰り返す．．が一番いいですね。） OLIMEX社ここはブルガリアにある基板屋さんで作製したCADファイルをメールで送れば数日後に手元に届くとても便利なメーカーです。また価格がとても安く国内の10分の1程度で出来上がってしまいます。 OLIMEX社ではガーバーデーターをRS274で受付しますが、OLIMEX社ではEAGLEで作製したファイルについてはガーバーデータに変換する以前のソースファイルで受け付けてくれますのでとても便利です。
最新EAGLE作品電波体温計MicroTouch３号機の基板です。13×13mm 全てオートルーターで作製しています。右側はUHF帯誘電体ループアンテナ。
加工 PROXXON社のマイクロフライステーブルを使って基板外形を修正中の様子。 OLIMEX社は細かな外形はカットしてもらえませんので自分で修正しなければなりません。小型サイズの基板であればこのフライスが手ごろです、価格も3万円代で入手出来て騒音もわりと小さいです。ただし、マイクロフライスと呼ばれるだけあって、さすがに作業範囲は狭く苦労しました。
ガーバービューワーCamtastic2000 OLIMEXにCADデータを送る際、EAGLEで作製したファイルであればガーバーデーターに変換する必要が無く、作業を簡略化出来ます。しかしレジスト処理（銅箔のくり抜き）など手を加えた時などは一度ガーバーデーターに変換した後、ガーバービューワーと呼ばれるソフトウエアで仕上がりの基板を確認することミスを事前に発見することが出来ます。ここで紹介するCamtastic2000は国内でのフリーソフトなどと比較すると速度、安定性の面で抜群です。特に各レイヤーごとのカラー印刷、指定レイヤーとの重ね印刷などとても使いやすく重宝しています Altium（昔のProtel)で評価版としてDownload出来ましたが、現在は製品版のみを扱っている様です。
ガーバービューワー GC-Prevue Oliex社のご推薦ビューワ－　File-importでガーバーデータファイルを指定すればCamtastic2000と同様簡単に表示出来ます。表示レイヤーの順番や色も自由に指定出来ますので自慢の作品をいろいろな角度で楽しむことが出来ます。アパーチャーテーブルのDコードもEAGLEのガーバーデータを問題無く読んでいる様です。　Camtastic2000ではこのアパーチャーテーブルが何故か保存することが出来なかったのですがGC-PrevueではOKでした。
Express PCB ExpressPCBはwebによる注文で両面スルーホールガラス基板を安値で試作してくれます。 OLIMEXの様にレジスト処理やシルク印刷がありませんので大規模な基板は少々作りづらいかもしれません。 ExpressPCBのサイト（アメリカサンタバーバラ）から専用のCADアートワークソフトをDOWNLOADしてパターンを描きます。最新バージョンは回路図EDITORも付属しておりネットリストも発生出来ます。そのネットリストを元にアートワーク中に回路図で指定したネットのランドをハイライトさせる事が出来ます。
ExpressPCBから送られてきたネットワークセンサ試作基板 45mm×15ｍmの基板を２０枚注文して約180 US$でした。（後に、特別輸入関税で2000円ほど払いましたが．．．） EAGLEの完全な設計環境と比べると能力は劣りますが簡単な回路であればこれで問題無く充分実用的な基板を作製する事が出来ます。一番の特徴はこのソフトウエア上で基板サイズ、穴の数、シルク印刷の有無、試作枚数から試作代金を見積りしてくれる事です。ついでに試作日数と日本到着までの日数も計算してくれます。見積りOKであればそのDATAをExpressPCBのサイトに転送すれば後は確認のメールが届き基板を待つばかりとなります。
OLD STYLE　感光基板 30年以上前からやってました。最近は上記メーカーなどに試作を依頼していますが簡単なパターンであれば（特に片面）自作する事も可能です、個人的な感光基板の作成方法ですが紹介させて頂きます。両面基板も試作可能ですが、裏表の重なり精度がとてもシビアでドリル時にランドの切れが生じるなど問題が多いです、なるべく片面で行ける基板を想像して回路設計をしています。
焼き付け１．フィルムプリント基板の試作は感光基板を使用します。（サンハヤト(株）などで販売されています）ＣＡＤで作成したプリントパターンはレーザープリンタでフィルム（ＯＨＰ用紙）に最高の画質で印刷します。
注意：レーザープリンタにOHPシートを通す時、プリンタ内部の熱によりフィルムが変形する場合があります、最近ではサンハヤト(株）などからプリント基板用としてのレーザープリンタ用フィルムが売られていますので、そちらを使用してみると良いでしょう。２．焼き付けフィルムを感光基板に重ねて４５分間焼き付けます。その際、基板とフィルムがピッタリＦｉｔする様に厚でのガラス板を乗せます。ライティングは４０Ｗの蛍光燈（白色）でガラス表面より約３センチ放します。蛍光灯にあまり近づけすぎると感光ムラが出来てうまく仕上がりません。（エッチングの失敗の可能性があります）サンハヤト(株）より感光専用のロボットもありますので使用してみると良いでしょう。３．現像現像剤は液状とスプレーがありますが最近はスプレーを使用しています。焼き付けた基板を壁に立てかけ、現像スプレーを吹きかけます。スプレーは泡状でこの泡が流れ落ちた時にはパターン化する部分に奇麗な青色のマスクがかかっています。現像時も液体の場合は30度くらいスプレーの場合は冬のベランダはやめたほうがいいようです。この後、水で洗い流して第一段階は終わりです。スプレーを半分ほど使っても綺麗な青色と器材の色がはっきり出なかった時は残念！感光からやり直しとなります。私の場合成功した時の状況をノートに書き留めておくのが一番いい様です。
４．エッチングさあ、いらない部分の銅箔を溶かします、気合を入れていきましょう。ここで失敗すると最初からやり直しです。朝の目覚めが悪いです．．．エッチング液（塩化第二鉄を樹脂や発砲スチロールの容器に入れます。そしてこのエッチング液を温度、約３５度に加熱します。専用のヒーターもありますが私は購入したエッチング液のポリ容器を熱湯に沈めて暖めています。現像の済んだ基板をパターン面を上にしてそっと沈めます。エッチング液が飛び出さない程度に容器を揺らし続けます。（約１５分）時々、出来具合をCHECKしながら進めます。不要な部分が溶けてしまったら水道で洗い流します。これで第２段階終了です。だんだん鮮やかなパターンが浮かび上がってくるはずです、一番の感動シーン！注意１：絶対に使い終わったエッチング液を下水や地中に捨てない事！　　　　　専用の処理剤で中和して下さい。　　　　またエッチング液が皮膚につくと１週間ぐらいは黄色く変色して取れません。注意２：現像液は直接手で触れると皮膚が傷みます。　　　　　（私は１ヶ月ほど指の指紋が無くなってしまいました）
ALTERAのFPGA（EPF8282)の搭載の汎用基板を片面感光基板で作製してみました。片面の紙フェノール基板なので表側はジャンパー線でいっぱいです。このアートワークにはIVEX社のWinBoardを使用しました。
EAGLE　CADライブラリ Microtouch1号機の受信装置 Olimex社に初めて注文した基板です。　Olimex社の仕様から外れると追加料金を払わなければなりません。　私はシルク印刷幅を１箇所細めに出力してしまったため数ドルの追加手数料を払うことになってしまいました。
EAGLE　CADライブラリ Microtouch2号機の受信装置左上のマイコンC8051-F330は非常に小さく端子間の距離がとても狭いため近くに他の部品があるとオートルータが配線をあきらめてしまう場合が多かった。オートルータは何度も試し癖をつかむのが一番ですね。
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