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Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
基板設計の基礎知識と実践
秋田純一(金沢大/南方科技大)
@aktia11
2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
簡単に自己紹介
その1(仮)
金沢大学 融合学域 教員
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NT金沢の中の人(1/2)
ハンダテラピスト(好きなハンダは共晶ハンダ)
Maker(無駄なコースター、CH552本/ボード等)
2022/4-9に深セン滞在中→
日記書いてます(日常・研究/Make・コロナ・中国語勉強)
https://github.com/akita11/SZdiary
2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
基板と仲良くなるフロー
 基板を作ろうと思いたつ
 何を作るとうれしいか考える
 「ブレッドボードに線をさすのがめんどい」でもOK
 「オレ基板つくったで(ドヤ」と言いたいでもOK
 基板を設計する
 設計ツールで基板を「つくる」
 ツール=Eagle, KiCADなど→最終データ=Gerberという形式
 基板をポチる
 製造業者(JLCPCBやElecrowなど)にオンラインでGerberをupload
 クレジットカードなどで支払う
 基板が届く
 宅配便で届く。または現地で受け取る。(完成まで1週間くらい)
 ウマー
 一度、ひととおりやれば、2回目からは余裕(たぶん)
がーばー
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基板設計ツールを選ぶ
フリーウエア〜商用までいろいろ、好きなものを
KiCAD(OSS) https://www.kicad.org/
Eagle(サブスク)
https://www.autodesk.co.jp/products/eagle/
EasyEDA(JLCPCB・フリー版あり)
https://easyeda.com/
AltiumDesigner(製品)
今日はKiCADを使います
https://kosakalab.booth.pm/items/3544989
Web情報や書籍もあります
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基板設計の全体像
使う部品を用意
既にある場合は利用、なければつくる
(これがあれば8割は完成したようなもの)
回路図を描く
回路図記号と部品形状を対応付け
基板パターンを引く
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回路図を描く
部品を置いて、線をつなぐ
細かい理屈は、きりがない
ので、少しずつ・・・
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おまけ:物理的な実体
スルーホール(TH):穴の内面に
銅箔があって表と裏がつながっている
パッド(TH)
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レジスト
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これでは物足りないアナタには・・・
PCBA (PCB Assembly)
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ただし地雷(サイズがあわない、ピン配置が違う、など)が
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「オレライブラリ」はけっこう便利
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こうして使う部品が固定化するのは、まあいいこと
JLPCPCBやSeeedが提供のライブラリ
JLCPCBやSeeedのPCBAだと、そのまま注文できる
2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/
名刺型基板MeishinoCH552
名刺サイズ(91x55mm)
空きエリアに名前・イラストなどを入れて発注して
オリジナル基板(名刺)に
部品実装してマイコンボードとしても使える
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基板設計の基礎知識と実践(別名:基板と仲良くなる方法)

  • 1. Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ 基板設計の基礎知識と実践 秋田純一(金沢大/南方科技大) @aktia11
  • 2. 2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ 簡単に自己紹介 その1(仮) 金沢大学 融合学域 教員 専門は半導体(イメージセンサ)、 好きなプロセスはCMOS 0.35um その2 NT金沢の中の人(1/2) ハンダテラピスト(好きなハンダは共晶ハンダ) Maker(無駄なコースター、CH552本/ボード等) 2022/4-9に深セン滞在中→ 日記書いてます(日常・研究/Make・コロナ・中国語勉強) https://github.com/akita11/SZdiary
  • 3. 2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ 基板と仲良くなるフロー  基板を作ろうと思いたつ  何を作るとうれしいか考える  「ブレッドボードに線をさすのがめんどい」でもOK  「オレ基板つくったで(ドヤ」と言いたいでもOK  基板を設計する  設計ツールで基板を「つくる」  ツール=Eagle, KiCADなど→最終データ=Gerberという形式  基板をポチる  製造業者(JLCPCBやElecrowなど)にオンラインでGerberをupload  クレジットカードなどで支払う  基板が届く  宅配便で届く。または現地で受け取る。(完成まで1週間くらい)  ウマー  一度、ひととおりやれば、2回目からは余裕(たぶん) がーばー
  • 4. 2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ 基板設計ツールを選ぶ フリーウエア〜商用までいろいろ、好きなものを KiCAD(OSS) https://www.kicad.org/ Eagle(サブスク) https://www.autodesk.co.jp/products/eagle/ EasyEDA(JLCPCB・フリー版あり) https://easyeda.com/ AltiumDesigner(製品) 今日はKiCADを使います https://kosakalab.booth.pm/items/3544989 Web情報や書籍もあります
  • 5. 2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ 基板設計の全体像 使う部品を用意 既にある場合は利用、なければつくる (これがあれば8割は完成したようなもの) 回路図を描く 回路図記号と部品形状を対応付け 基板パターンを引く 実際の部品 回路図記号 (Symbol) 基板上のパターン (Package / Footprint)
  • 6. 2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ 回路図を描く 部品を置いて、線をつなぐ 細かい理屈は、きりがない ので、少しずつ・・・
  • 7. 2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ 回路図記号と部品形状を対応付け 回路図に出てくる部品 フットプリントの ライブラリ 割り当てるフットプリントの候補 (ピン数などで絞り込める)
  • 8. 2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ 基板パターンを引く 回路図で、どこをつなぐべきかは、わかって いる(薄い線で表示)ので、それをつないでい くだけ 部品の配置と外形を決める コネクタ位置、スイッチ位置、 LED位置、基板外形など コツ、理屈は、きりがないので、 少しずつ・・・ 電源は太く、電流が多いところは 太く 差動ペア同長、などなど・・・
  • 9. 2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ おまけ:物理的な実体 スルーホール(TH):穴の内面に 銅箔があって表と裏がつながっている パッド(TH) ビア(TH) シルク(文字など) レジスト /ソルダーマスク パッド(SMD) はんだ付け OK 部品の足を挿すのが「パッド(TH)」 両面をつなぐだけなのが「ビア」
  • 10. 2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ これでは物足りないアナタには・・・ PCBA (PCB Assembly) 基板製造+部品購入+半田付け→届く 「ハードウエアのコンパイル」とも 入力データ:基板Gerber+部品リスト(BOM) +部品配置情報(POS/CPL)
  • 11. 2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ おまけ:部品ライブラリ とりあえず「部品名+KiCAD/Eagle」でGoogleと 見つかることが多い ただし地雷(サイズがあわない、ピン配置が違う、など)が あることもあるので、要注意 「オレライブラリ」はけっこう便利 結局、自分がよく使う部品をまとめておくのが吉 こうして使う部品が固定化するのは、まあいいこと JLPCPCBやSeeedが提供のライブラリ JLCPCBやSeeedのPCBAだと、そのまま注文できる
  • 12. 2022/7/3 Interface Device Laboratory, Kanazawa University http://ifdl.jp/ 名刺型基板MeishinoCH552 名刺サイズ(91x55mm) 空きエリアに名前・イラストなどを入れて発注して オリジナル基板(名刺)に 部品実装してマイコンボードとしても使える https://github.com/akita11/MeishinoCH552