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Minimal
Board Editorを使った具体例
 MBE を使った具体例
とにかく１枚作成してみましょう、今回P板.COMで制作する過程をレポートします。
回路図は同じく水魚堂 ONLINEの Bsch
のMacOS版 qtbsch3v_047をメインで作成、実にサクサク描画できます。
MBEはWindowsVISTA と MacOSの Parallels DesktopでのWindows2000の両方の環境で作成。
次がその回路図です。いわゆるワンボードマイコンで、回路図のPDF詳細はここからダウンロード可能。
「回路仕様」
1.ルネサスのR8C25マイコン(R5F21256SNFP)を使っています。
2.D-SUB 9極のRS232Cコネクタを２個。
3.26極のIFコネクタが２個。
4,開発用のE8/E8aデバッガ接続用14極コネクタが１個搭載。
5.4ポートにLEDが装着され動作確認可能。
6.全ポートはジャンパ兼ねる1608サイズ抵抗を取外す事で、実験評価ボード仕様から、商用組込系への仕様変換も可能。
7.発振子には水晶発振子を搭載、また低速発振用の水晶も実装。
8.電源は5Vだけではなく3V系でも使える様に専用のリセットICを搭載。
9.基板上部にマニュアルリセットSWと開発デバッガの切り替えようにジャンパピンが実装。
「基板仕様」
1.材質 ＝ 標準ガラス1.6mm(FR-4) 両面基板（シルク印刷は１面のみ）
2.寸法 ＝ 85mm x 60mm （某樹脂ケースにぴったりのサイズ）
基板設計の各種ルール
いきなりパタンを引くとはいっても最低限の取り決めと、情報整理が必要です。
実際重要なのが次ではないでしょうか、私の経験とP板の値は次の通りです、目安になるのではないでしょうか？
|
|
よ
くある値 |
P
板.com仕様 |
私
の仕様 |
| 1. |
板
材 |
標
準=FR-4（耐熱性ガラス基材エポキシ樹脂銅張積層板） |
← |
← |
| 2. |
最
小ビア数値
|
0.65mm
（外層） |
0.6mm
※量産時0.7mm） |
0.6mm |
| 3. |
最
小ドリル径 |
0.35mm |
（P
板=0.3mm） |
0.3mm |
| 4. |
最小配線幅 |
0.15mm 以上 |
標
準0.127mm、特注0.1mm) |
0.2mm |
| 5. |
最小配線間隔 |
「最小配線幅以上」 |
← |
← |
| 6. |
シ
ルク幅 |
0.15mm
以上 |
← |
← |
| 7. |
基
板外形 |
最
小10×10mm、最大（2、4層）400×400mm
※これ以下のサイズの場合は多面取りする事で可能です |
← |
← |
| 8. |
板
厚 |
標
準：1.6mm 特注：0.8/1.0/1.2/2.0 mmd |
← |
← |
QFPなどSMT部品のパッド作成はSmdICpadで作成
回路が出来たら、いよいよMBEでの作業開始。
部品点数や種類は少ないのですが、マイコン用のSMDのパッドパターンを作成しなくてはなりません「ふーっ面倒だな」と思って翌日。
な
んとSmdICpadという「表面実装ICのパッドデータ作成支援ソフト」なる物がHPに掲載されていました「えっ？」なんというタイミング早速使ってみ
ましたが「あっと言う間」に完成、そくMBEに貼付けてみる.....「うむっ...もう完成した気分」という状況でした。
これはまた便利なプログラムです。
MBEで早速描画してみる
ほぼ初めてという状況で夕方から２時間ぐらい１週間でほぼ完成しました。
下記がそのパタンです（この時点ではまだチエック無し勢いだけで書き上げた感じ）
今回は細かな説明はなし、時間が空いたら（というよりさらに使い方が解ったらレポートします）
ViewMateでガーバーデータの検証をしてみる
ガーバーデータが正しい状態か確認してみる、MBEでがんばっても吐き出されるバーバーデータの情報を確認するのは非常に大切です。（MBEは開発途中の
バージョンです作者もこの辺は注意を呼びかけています、問題があれば報告しましょう！）
ガーバーデータはViewMateで確認
します、PentaLogix
社が無償で配布しているGerberファイルビューワです。高機能なソフトですが表示するだけなら、虫眼鏡アイコンだけで事足りるは
ず、シフトを押してクリックすると縮小します。
次を見て下さい、拡大してみると粗が見えてきます、MBEへ戻り「なぜ？」と考えてみます。
これが解ると「テクニック」となる事でしょう。この繰り返して精度の良いパタンが書けます。
あと「ふと」見ると何も繋がれていないホールが１個あります「あれ！」(笑)
ベタ部分が他のパタンと接触したり、ベタ部分にベタ忘れなどがあります。
一通り修正していきます。
今回はP板ドットコムへ基板製作依頼を行います。
とにかく必要なデータを作成する、先の様にガーバーデータを入念に調べる事で致命的
なミスをなくせます。P板ドットコムは、近年非常に認知され始めたサービスではないでしょうか安価に高品質な基板を明朗会計で作成します。
仕上がりは「普通」です（笑）
簡単な入力でWebから試算できます、この辺も作る上での楽しみでしょうか...
良い機会なので少々調べてみました（2008.07.20調べ）（税込み）
| 枚数 |
標準
試作基板単価 |
合計 |
量産
基板単価1 |
合計 |
量産
基板単価2 |
合計 |
|
イニ
シャル＝無料 |
|
イニ
シャル＝118,800円 |
|
イニ
シャル＝なしで |
|
| 1 |
23,470 |
24,643 |
|
|
|
|
| 10 |
2,512 |
26,376 |
|
|
|
|
| 20 |
1,392 |
29,232 |
|
|
|
|
| 30 |
1,019 |
32,098 |
|
|
|
|
| 50 |
721 |
37,852 |
|
|
|
|
| 100 |
497 |
52,185 |
|
|
|
|
| 148 |
490 |
76,146 |
1,235 |
|
373 |
|
| 200 |
434 |
86,800 |
961 |
|
368 |
|
| 500 |
|
|
414.6 |
|
177 |
|
| 1000 |
|
|
291.8 |
|
173 |
|
| 5000 |
|
|
143.76 |
|
120 |
|
| 10000 |
|
|
126.88 |
|
115 |
|
またリピートの場合10% OFFです。
P板ドットコムへの必要データは
必要なデータは、パターン設計ではなくても次の資料は提出すべきです。
- 回路図 ：基板だけだからと言わないで「参照添付」します、PDF形式が今風でしょう
- 部品表 ：基板だけだからと言わないで「参照添付」します、PDF形式が今風でしょう
あまり大きな基板でなかれば部品データのPDFも添付します。
- 外形図 ：外形の他に主要部分の寸法図は大切です、P板から間違いの指摘があった例もあります。
- ガーバーデータ：各ファイル名が何のデータなのかを明記したデータも添付します。
上記のデータをフォルダに分け、相手が解る様に整理して渡します。
ところで、最近仕事では他の基板屋さんへパタン設計までお願いする事が多いので、お任せが多かったが、今回P板の設計ガイドラインなるものを熟読した。
おきまりの定番情報数値として違いがあるかないかは大きな問題となる場合がります、特に公差に付いては出来上がってから「あれ？」と言う事にならない為に
も確認が必要です。
私の記憶の中では次の様な値が通常となります。
- 基板の厚さ ±
（プラスマイナス）10%
- 基板外形 ±（プラスマイナス）0.2mm以内（但し10cmを超えると公
差拡大しますので問い合わせ確認必要）
- 穴位置／穴径 ±（プラスマイナス）一般穴＝0.1mm以内、キリ穴＝
0.2mm以内（プレス時）、ガイド穴＝0.05mm以内
- レジスト位置 ±（プラスマイナス）フォトタイプ＝0.1mm、印刷タイプ＝
0.2mm
ほかに目に見えない部分での設計でのヒントは
- 静電容量
運がいいのか解っていないのかこの値が致命的なるボードの設計経験はありません。但し、静電気等に強い基板を設計する場合や電源ノイズなどに強い設計をす
る場合全体的な容量／抵抗値が物を言いますので困ってから「そういえば」と思い出して下さい。
最初からこの辺を考慮した設計など、そうそう出来る物ではありません。
代表的な知識としては
a.平行ストリップ線路：平行な導体の間容量は0.2-0.4pF/cm
b.ストリップ線路：電源層に挟まれた信号線（内装にあるパタン）と電源層（部品面／ハンダ面）は2-5pF/cm
c.マイクロストリップ線路：表面配線と電源層の間の容量は0.5-0.4pF/cm
- 配線の抵抗
デジタルの信号線の最も細い配線幅の代表的な太さである0.15mm幅で通常の35um厚銅箔を200mmの長さで引くと配線抵抗は約１オームとなりま
す。（テスタで調べると内部抵抗にもよりますが確実にそれ以上の抵抗値となります＞要注意）
- 遅延時間
高速回路（D-RAM回路）などでは10cm程度の長さの違いで約0.5ns前後の遅れが発生します、そこで短く配線できるのにわざと長く配線する要求が
発生します。
- 電流容量
配線幅に対してどれだけ電流が流せるかという事ですが、実は周囲温度でかなり違いが出てきます、これは詳細が表された表があるのですが1mm=1Aをベー
スに、割ったり掛けたりして考えた方が良いのは諸先輩からの教わりです。
な
ぜかと言うと、電源の熱で基板が厚くなったとか製造してから15年ぐらいから基板が変色してコンデンサの電解液が漏れて故障率が上がったとかいったネタで
す、こりゃ「安全パイ」を打つべきでしょう、15年先は予測できませんし、使い方の説明だとかJISはどうだとかなどと行って入られません、さらにこのよ
うな話も「昔はパタンは手書きだったので線が太いがそうなった、今は線が細いから心配だ...」もううなづくしかありません。
- 耐電圧
たしかJISでは100V=0.6mmだと思いましたが、何かの間違いではないのかと思う値のハズです。
実際には100V＝最低でも2-3mmはほしい所です
- その他にもインダクタンスやクロストークなどいろいろあります
ちなみに、難しいと思われがちな回路よりも意外に「スイッチとコネクタだけのビデオやオーディオのスイッチャ」などを制作すると、良い意味でいきなり知恵
と経験がが付くのですがね（笑）
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