プリント基板の製作

電子工作で小物を製作するとき、同じものを数点作る場合はプリント基板を作ると効率があがります。
フリーウェアでパターンを設定して、透明シートにプリントし、市販の感光基板を使えば意外に簡単にできます。細かいパターンでも切れるようなことはなく、非常にきれいな仕上がりです。

ここで使用しているものはほとんどサンハヤトから製品化されています。通販もしていますから容易に入手できます。

  パターン原図の作成  
  印刷(版下作成)  
  焼き付けと現像  
  エッチング  
     
 

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パターン原図の作成

PCでパターン図を作るソフトは世の中にたくさんありますが、私はフリーウェアを使わせてもらっています。フリーウェアですがガーバーデータという標準形式で出力することもできるので基板屋さんに渡して製作することもできます。パターンの他にもシルクスクリーンやグリーンレジストのレイヤーを作成することもできますが、自作では使うこともないでしょう。

    プリント基板エディタ(PCBE)  http://www.vector.co.jp/soft/win95/business/se056371.html

他にも市販ソフトウェアのお試し版でもこの程度の基板なら作成できるものもあります。あまり本格的なものだと機能が多すぎて簡単な用途には使いにくいでしょう。

写りが悪いのですが、設計画面です。
同じパターンを4枚入れています。
基板パターン例
(PDF 7KB)

部品面から見たパターンです、部品配置図はありません。
この回路をパターンにしたものです。
 

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印刷(版下作成)

パターンは部品面から見たものを作成して印刷します。
このようにすると印刷した面を基板に密着させて感光させることになるので、パターンがきれいに仕上がります。この逆だと印刷した面と基板の表面の間にフィルムが入り、ここから光が入り込んでパターンがやせたり縁が汚くなったりします。

試し刷りで穴の位置やパターンエラーをチェックします。
実際に部品をあてて確かめます。
仕上がりを良くするためには専用フィルムを使用します。
   

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焼き付けと現像

専用の焼き付け機は光が均等にあたるようになっていてタイマーもついていますが、頻繁に使うものではないので簡単な装置にしました。

今回使用したサンハヤトの感光基板です。
ガラスエポキシより安価なガラス・コンポジットで、1mmと薄いので小型基板に向いています。
基板は黒い遮光用の袋に入っています。
作成の手順を書いた説明書も同封されています。
サンハヤトのクランプにはさんで露光させます。
こんな具合に基板とフィルムを重ねてはさみます。
感光に使用した蛍光灯です。
専用の器材は高価でかさばるので、普通の10W蛍光灯用の器具を使っています。
ランプは10Wの「ケミカルランプ」を使用しています。紫外線灯ほど高価ではありません。
通常の蛍光灯は紫外線が少なく長時間の露光が必要になるのでおすすめできません。
3〜5cmの距離で10分間ほど露光させたら現像します。
サンハヤトの小袋入りが少量で安いので使い切りに向いています。粉末より液状のものがよいと言われていますが使い切りできるのは便利です。
   

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エッチング

エッチング液のとりあつかいは要注意です。服に付いたりすると黄色のシミになってとれなくなります。
サンハヤトには縦型の水槽風のエッチング漕があります。エアーポンプで液を攪拌するので短時間できれいな仕上がりになります。しかしこれも普段はじゃまなだけですので、写真用のバットがよいでしょう。
しかしバットでは液が攪拌されないので、時々割り箸などで基板を動かしてやる必要があります。これをしないと基板表面に飽和した液が滞留してエッチングが進まなくなります。

これもサンハヤトの製品です。
使用済みの廃液を処理するための薬剤、ポリ袋、手袋まで同梱されている親切パッケージです。

薬局で塩化第二鉄の試薬(500g)を購入してお湯に溶かして使用することもできますが、廃液処理は正しく行いましょう。

写真現像用のバットが安くて使いやすいでしょう。
エッチングが終わった基板です。
残ったコーティングは半田付けのじゃまになるのでスチールウールなどできれいに落とします。

基板を所定のサイズにカットしますが、その前に穴開けした方が基板を固定しやすいので楽です。

最後にフラックスを塗って仕上げます。
フラックス処理をしないと銅の表面が酸化してしまいます。
   

 

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