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2008.1.7-8（10:00～13:00）
PCB CADワークショップ
小林茂
このワークショップの目的• PCB CADソフト（EAGLE）の基本的な使い方をマスターする
• 簡単な回路を自分でデザインできるようになる• 基板製作を自分でできるようになる
予定：1日目• EAGLEの基本的な操作方法• 外部ライブラリの追加• 回路図を描いてみる• ボードをデザインしてみる• データの出力
予定：2日目• Flash for WIndowsの基本的な使い方• 基板加工の実際• 加工後の後処理• まとめ
代表的な基板製作の手法
種類 試行錯誤 手軽さ 耐久性 量産性 その他ブレッドボード ○ ○ × × 耐久性は工夫次第
ユニバーサル基板 × ○ ○ △プリント基板 × △ ○ ○
表1 代表的な基板制作の手法とその比較
代表的なプリント基板製作の手法
種類 迅速性 穴加工 スルホール その他エッチング ○ × × 廃液が出る
ミリングマシン ○ ○ × 工具は消耗品専門業者 △ ○ ○ 価格は業者によりけり
表2 代表的なプリント基板製作の手法とその比較
PCB CADを使うメリット• 部品や回路のデータを再利用できる• ツールを用いたチェックができる• 慣れれば短時間でデザインできる• 正確なサイズでデザインできる
PCB CADを使った基板設計の手順1. 構想2. ブロック図／回路図（手描き）3. ブレッドボードで実験4. 回路図（PCB CAD）5. ボード設計（PCB CAD）
基板についての基本的な知識• 片面（1層）と両面（2層）• 材質• スルホール部品と表面実装部品• シルク• ミリ系とインチ系
EAGLEについて• Light Editionを無償で利用できる
– 基板のサイズは100mm×80mmまで– 上下2層（表裏両面）まで– 回路図は1枚まで– 非商用
EAGLEについて• オープンソース系のプロジェクトでよく用いられている– Gainer– Wiring– Arduino
• PCB CADソフトとしてはWindowsの標準的な操作方法に近いほう
部品ライブラリについて• CadSoft
– EAGLEの開発もとの部品ライブラリ– 世界で利用される部品のライブラリがユーザによって提供
– http://www.cadsoft.de/download.htm
部品ライブラリについて• aosan
– 教材用として作成されたライブラリ– 日本国内で利用される部品が充実している– http://www.chubu-jr.ac.jp/home/gakka-
info/aosan/lrb/index.html
部品ライブラリについて• SFE Footprint Library Eagle
– SparkFun Electronicsが自社製品用に作成したライブラリ
– Open Circuitsプロジェクトの一部として公開
– http://www.opencircuits.com/SFE Footprint Library Eagle
部品ライブラリについて• Neil Gershenfeld（MIT）のライブラリ
– FabLabプロジェクトの一部として公開– http://fab.cba.mit.edu/about/fab/dist/ng.lbr
部品ライブラリについて• Gainer
– Gainer用に作成したライブラリ– cam/：MITSの加工機用ライブラリ– libraries/：部品ライブラリ– http://gainer.svn.sourceforge.net/viewvc/
gainer/trunk/gainer/hardware/eagle/
参考資料• EAGLEによるプリントパターン自動作成
– EAGLEの使い方を分かりやすく説明– ライブラリの作り方なども説明– http://www.interq.or.jp/japan/
se-inoue/eagle.htm
参考資料• 無料版EAGLEで作る激安プリント基板
– 実践的なEAGLEの入門書– プリント基板の業者への発注もカバー– ISBN-10: 4899771770– ISBN-13: 978-4899771777
参考資料• EAGLE 4.1リファレンスマニュアル日本語版
(2nd Edition)– リファレンスマニュアルの日本語版– 英語版とドイツ語版はPDFを入手できる– 電子工作室に保管– http://homepage3.nifty.com/circuitboards/
v2 software/EAGLE/topics12.html
参考資料• ものづくり革命
– MITのFabLabでの活用方法を紹介– ISBN: 4797333146
準備（データの変換）ドリル設定ファイルの作成
1. ボードエディタでULPボタンを押す2. drillcfg.ulpを選択する3. Select unit for output fileで inchを選択する4. ドリルの確認画面が出てくるのでOKを押す5. .drlファイルを保存する
準備（データの変換）ドリルデータの作成
1. ボードエディタでCAMボタンを押す2. File→Open→Jobでdrl mits.camを選択する3. Process Jobボタンを押して実行する4. エラーダイアログが表示された場合には
Missing DrillsとDrills usedに表示されているドリルを確認した後.drlファイルを編集*1
*1 mm系のドリルが混在した場合に発生する
準備（データの変換）ガーバーデータの作成
1. 修正が終わったらもう一度Process Jobボタンを押して実行する
2. File→Open→Jobでgerber mits.camを選択する
3. Process Jobボタンを押して実行する
準備（データの変換）以下のファイルをUSBメモリスティックなどにコピーするか、ネットワークドライブにコピーして加工機に接続されたマシンに転送する。
• *.drl（ドリルラックデータ）• *.drd（ドリルデータ）• *.cmp（部品面のデータ）• *.sol（はんだ面のデータ）• *.whl（ガーバーのアパーチャデータ）• *.dim（外形データ）
準備（加工機側）1. コンプレッサーの電源を入れる2. 加工機の電源を入れる3. 加工機に接続されているPCの電源を入れる4. PCの起動が終わったらログインする
準備（データの読み込み）1. Flash for Windowsを起動する2. アプリケーションを確認し、CAMになっていたらCONVERTERに切り替える
3. Flash for Windowsのマニュアルにしたがって作成したガーバーデータを読み込む
4. 輪郭抽出を行う5. CONVERTERからCAMに切り替える
加工1. 銅箔積層版（カット基板）を加工機のステージに置く
2. ドリル、ミリング、外形に関して加工条件を確認する
3. 指定した加工を行うボタンを押す4. 加工する枚数と、これから行う加工の内容を指定する
5. OKボタンを押してダイアログを閉じる6. 位置あわせボタンを押して位置を確認する
（P1とP2ボタンを押して基板の範囲内に収まっているかどうか確認する）
7. 銅箔積層版（カット基板）を加工機のステージにメンディングテープで固定する
8. P1～P2の対角線範囲外にドリルを移動させ、試しに加工して深さを確認する
9. 適切な深さになるまで調節する10. 調整が終わったらOKボタンを押してダイアロ
グを閉じる11. 続行ボタンを押して基板の加工を行う
