両面基板製作方法
回路基板を製作するとき片面パターン(+ジャンパ配線)ですめば自作が簡単です。
ですが部品が多く密度が高いと両面プリント基板が必要になります。
これまでに私が行なった両面基板の製作方法は以下の3通りです。
1.サンハヤトの両面感光基板利用
表裏露光マスクの位置合わせがムズいです。
かなり慎重に位置合わせしたつもりでも、微妙に位置ずれすることが多かったです。
また以前に比べ感光基板の価格が高くなったため、最近はこの方法を使っていません。
2.中国基板製造メーカーに発注
susukuma鉄道模型チャンネルからの依頼で基板が多数必要な時はメーカーに発注しました。
製造と配送に10日前後の時間がかかりますが、配線の導通/ショートがチェックされたきれいな基板が安価に入手できます。
中国メーカーへの最安発注量は2層、10cm角以下で5枚からというのが業界標準?のようです。
日本国内のメーカーと比べると送料込みでも圧倒的に安いです。
基板データをuploadすると即チェックと見積りができるので送料も含めて複数社比較すると良いです。
各メーカーサイトには設計データ(gerber data)作成についてのサポート情報が載っていますし、Web検索でもいろいろ出てきます。
私は回路設計にKiCADを使っていて、最初に出力のための設定をすればデータ作成は簡単でした。
支払は多少手数料がかかりますがクレジットカードより安全なPaypal経由で行なっています。
あと基板サイズが小さくて多数作成する場合は「基板の面付け」という手法を使うとさらに低コスト化できます。
複数枚の基板を並べて基板間にV字の溝掘りを指定し、出来上がった基板を板チョコを割るように分離します。
なお割りつける基板はすべて同一種類でないと受け付けてくれない可能性が高いです。
私はFusion PCBというメーカーで何度も面付け基板を作ったことがあります。
メーカー毎に面付け対応の有無、ルールがあるのでそれに従えばデータ作成は難しくありません。
KiCAD(PCBエディタ)で配置間隔に気をつけて小基板データをコピー&ペーストし、メーカールールに従ってVカット指示のtextデータを付加すればOKでした。
複数枚の基板を並べて基板間にV字の溝掘りを指定し、出来上がった基板を板チョコを割るように分離します。
なお割りつける基板はすべて同一種類でないと受け付けてくれない可能性が高いです。
私はFusion PCBというメーカーで何度も面付け基板を作ったことがあります。
メーカー毎に面付け対応の有無、ルールがあるのでそれに従えばデータ作成は難しくありません。
KiCAD(PCBエディタ)で配置間隔に気をつけて小基板データをコピー&ペーストし、メーカールールに従ってVカット指示のtextデータを付加すればOKでした。
【例:2×6面付け基板】
3.片面基板貼り合わせによる両面基板自作
今までに片面銅張基板+感光性ドライフィルムでいくつも試作したのでかなり手慣れてきました。
なので最近の試作では表裏を片面銅張基板で別々に作ってから貼り合わせて両面基板を作成しました。
基板は1mm厚のものを使用したので貼り合わせるとすこし厚めになりますが部品実装は問題なく行なえました。
KiCADで露光マスクを作成するときは穴あけ時のガイドにするため穴径を最少の設定にしています。
エッチング後、基板を貼り合わせる前に離れた2か所のスルーホールを選択してΦ1mmドリル刃で穴あけし、 その穴にガイドとしてドリル刃を挿して瞬間接着剤で基板を接着しました。
【ドリル刃ガイドで貼り合わせ】
残りの穴あけは基板接着後に行ないました。
やってみたらこの方法は位置合わせがやり易く、気に入っています。
万一、表裏どちらかの露光/エッチングを失敗したときのリカバリーも楽ですし、サンハヤトの感光基板を使うより基板一枚あたりの材料費がずっと安くなります。
なおこの方法では、メーカー製造の基板と異なりスルーホールで表裏が導通しないことに注意が必要です。
KiCADなど回路設計CADはスルーホールで表裏が導通する前提でデザインチェックをするため表裏パターン間の未接続が発生しやすいです。
対策として、DIPパッケージIC等では必要に応じて端子の表裏両方をハンダ付けし導通させます。
またXHコネクタのように表側で端子にハンダ付けできず、表裏パターン間を導通させる必要がある場合は設計時に貫通ビアを追加して線材をハンダ付けする事で表裏を接続します。
やってみたらこの方法は位置合わせがやり易く、気に入っています。
万一、表裏どちらかの露光/エッチングを失敗したときのリカバリーも楽ですし、サンハヤトの感光基板を使うより基板一枚あたりの材料費がずっと安くなります。
なおこの方法では、メーカー製造の基板と異なりスルーホールで表裏が導通しないことに注意が必要です。
KiCADなど回路設計CADはスルーホールで表裏が導通する前提でデザインチェックをするため表裏パターン間の未接続が発生しやすいです。
対策として、DIPパッケージIC等では必要に応じて端子の表裏両方をハンダ付けし導通させます。
またXHコネクタのように表側で端子にハンダ付けできず、表裏パターン間を導通させる必要がある場合は設計時に貫通ビアを追加して線材をハンダ付けする事で表裏を接続します。