K2CADとによる基板製作依頼(素人向でもできる基板設計・製造依頼)
 
回路設計したあと評価する場合、最初はやむなくユニバーサル基板で動作確認をすることが多々ありますが、回路規模が大きくなると誤配線や配線上の問題で本ちゃん基板では出ないような現象も多々あります。(その逆もあり・・・笑)
ここでは、シェアウェアながら本格的なPCB-CADといえる“K2CAD”を使ったアートワーク設計から基板製造依頼までメモとしてまとめました。(今後の予定)

K2CADの入手

古くはフリーのPCB-CADといえは、 “K-ban”や“PCBE”がとても有名ですが、機能的にかゆいところに手が届かなかったり、業務で使用するにはちょっと力不足という感がぬぐい取れませんでした。といって、本格的なPCB設計CADは非常に高価でソレを本業とするならともかく、片手間にアートワーク設計をするには大袈裟という気がしています。
そこで見つけたのが、YANさん作られたK2CADが価格も手ごろ(シェアウェアで¥3,000)で機能も充実 していて4層程度の基板設計にはうってつけのツールでした。
また、サポートもしっかりしており、掲示板に書き込めば次の日にはしっかりレスが付くなど安心できるところもお勧めです。現在(2004/4)のところ正式リリースされたベータ版?(Verがゼロ代)ですが、バグも実使用には十分解消されていますので実使用上困ったことはあまりまりません。

基板製造

個人事業者や趣味の工作で本格的な基板製造で一番こまるのが基板の製造です。価格が高かったり製造の精度が出なかったりと色々です。私の知る限りでは数社ありましが、一番安心して取引でき、安価だったのがインフロー社のサイトでp-ban.comです。
イニシャルコスト不要が売り文句ですが、実際には2万ほどがフィルム代などのイニシャルコストが含まれているようです。サイズにもよりますが、1枚でも2万円強かかりますが、4〜5枚でもほとんど金額が変わらないことがあります。
仕上がりが、通常のの基板製造メーカーで作ってもらっているものと差はありません。ガーバーデータを生成する推奨CADとしてK2CADもたくさんの実績があるので担当の方も慣れているようです。K2CADで生成されたデータに説明文(製造指示書)を付け加えるだけのホントに簡単作業です。
ギャップ/ライン幅が0.15mmまで受けつけてくれますので相当込み入った配線も可能です。
そのほかプリント基板センター東和テックでも同等価格でのサービスを行う会社も見つけました。また、海外ではブルガリアのOLIMEX社でも格安で製作してもらえるそうです。

おおまかに基板を設計する手順は以下のとおりです。(詳細は追々拡張)

K2CADで部品ライブラリを作る

 
K2CADのライブラリにあればよいのですが最初は自分がよく使用する部品のライブラリを作って登録しておくとアートワークが楽になります。部品作成は、アートワーク(パターン設計)と同様にスルーホールやシルク、穴指定など行ってからピン番指定をするだけです。最後に部品としての登録をすれば一つの部品として取り扱うことができます。

・部品カラログを集めて正確は寸法を知る
・取付穴(スルーホール)やパッドを配置(パッドの場合レジストに注意)
・部品イメージ用のシルクを描く(後で部品を挿入し易い絵記号?)
・ピン番を割り振る
・登録用のパラメータ文字の割付をしたら部品化をおこなう、そのご部品を登録。

K2CADでアートワーク設計
基板の形状とコネクタや基板の固定穴などを外形寸法図としてしっかり決めておきます。あとは、登録しておいた部品を配置してピン間を接続することになります。いうまでもありませんが、オートルーティング機能はありませんので、パターン幅やギャップなどのルールを守ってのアートワーク作業となります。

・基板外形寸法の設計と部品配置(パターンが効率よく引けるように!)
・ルールを守って端子間の接続(あとで電源ラインが引けなくならないように)
・ベタ塗りエリアの強化、スルーホールの追加
・回路図とプリンタで印刷したパターンの照合(ネット照合したいところですがK2CADの逆ネット出力が早く出て欲しいところ・・・最新バージョンでは可能!2004/07
・状況に応じてパターン修正

ガーバーデータの作成から製造依頼まで
K2CADにはCAM出力機能がり業界標準?のRS-274X形式のガーバデータが出力できます。出力と同時にデータ情報(仕様)もhtml形式で出力されるので基板製作依頼時にそのまま使えます。
基板製造業者へのデータ出しのまえには、別のガーバービュアーソフトで確認しておく方が安心でしょう。わたしは、Cg-Previewというフリーのソフト http://www.graphicode.com/を使っています。

・CAM出力設定のパラメータ設定
・ドリル穴情報も作成(設計基板との必要なので注意、テキストエディタで別に作成する必要があります)
・CAM出力が正常に行えたら、情報ファイルを見て最低限ドリル穴数などは確認
  (部品が配置状態になっていないなど穴数が違っているこのありので要注意です)
・念のためCAMデータを読み込んで設計通りになっているか確認する。
  (塗りつぶし、パターンの交差・接触・ギャップ不足などここでよく見つかります)

データが確認ができたらP板COMへデータ一式を圧縮したファイルを送ることになりますがその前にP板comへのユーザー登録が必要になります。詳細はwebサイトを見た方がよくわかりますのでそちらをご覧ください。各レイヤの製作仕様書はK2CADだ出力したhtmlファイル(例1例2)をそのまま扱ってくれますので便利です。

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