■KiCadでのプリント基板設計手順(おおざっぱに)
■どんな回路で、どんな形でプリント基板をつくるか整理する
サンプルとして、Raspberry Pi Pico 用のユニバーサル基板
プリント基板の色は緑、板厚は 1.6mm、大きさは51mm x 21mm
■回路図を描かずに初手でPCBエディタで基板をアートワークする
KiCadを立ち上げて、新規プロジェクトを作ります。
※「アートワーク」という呼び方の理由
基板は単なる電気的な設計図ではなく、配線パターンや部品配置に「見た目の美しさ」や「職人の工夫」が表れることもあり、印刷物のレイアウトデザインになぞらえて「アートワーク」と呼ばれています。
ファイル→新規プロジェクトを選択します。
適当なフォルダを作り、ファイル名を入力します。
例としてraspiunuiとして【保存】ボタンを押下します。
PCBエディターのアイコンをクリックします。
下図のようなPCBエディター画面が表示されます。
■基板の外形枠を設定(【Edge.Cuts】レイヤを使用)
今回は形から入りますので基板の外形を設定します。
グリッドプルダウンメニューから【1.0000mm】を選択します。
※グリッド (grid) は画面上に表示される 格子(点や線の目盛り) の個と事でグリッドにスナップして配線を引けば
簡単に寸法通りの配線ができます。
次に右側のレイヤー選択で【Edge.Cuts】レイヤーを選択します。
クリックして
︎を表示させます。
その左隣の線を描く【/】アイコンをクリックします。
21mm x 51mm の基板の外形図を入力します。
設計方針を変えて四隅にM3が取り付けられるように基板外径を40mm x 70mmに変更します。
■基板のネジ取り付けを設定
B.Cuの左隣の【フットプリントを追加】のアイコンをクリックします。
左上の虫眼鏡(検索入力)に、mountunghole を入力して、MountingHole_3.2mm_M3を
選びます。
M3のネジ用のフットプリントになります。
REF** のシルク印刷は不要なので、表示のチェックをはずします。
隅から5mm x 5mm の位置にM3ネジ用のフットプリントを配置します。
(一度画面にフットプリントをおくと、あとはコピー&ペーストで増やす事ができます)
■寸法線の入力(【User.Eco1】を使用)
寸法線の入力は、User.Eco1 レイヤを選択し、【レイヤー表示オプション】アイコンをクリックします。
2点間の距離を設定して最後のクリックで補助線を引くと寸法が入力できます。
■ユニバーサル用PADの作成
※ビアを追加するアイコンを押下して、ユニバーサル用PADを作ると、ランド部分(ハンダ付け箇所)が
レジスト(緑色の絶縁塗料)で塗られてしまうので使わない事。
フットプリントエディタのアイコンをクリックします。
PinHeader_1x02_P2.54mm_Vertical のフットプリントを流用して加工していきます。
いらないシルクと不要なピンを削除します。
パッドのプロパティはパッド外径【円】、直径【1.7mm】、穴形状【円】直径【1mm】に設定し名前をつけて保存で適当なところに保存します。
※私は自分用のPADとして、AYAPADというフォルダを用意し保存しています。
■Raspberry Pi Pico の外形図をみながらPADを配置
48.26 x 17.78 でPADを配置します。
PADを配置する間隔はインチなので、グリッドを2.54mmに設定します。
適当な位置に1つ配置。
コピペで20個配置
Raspberry Pi Picoのpinと同じ位置にPADの配置ができました。
適当にユニバーサル部を作ります。
■PAD位置の調整
Raspberry Pi Pico の外形図を見ると外形図とPADの位置が小数点2位の単位でずれているのがわかります。
これは、外径図はmm、PAD配置はインチとなっているため、ずれています。
外形図に合わせてPADを置くと位置関係が合わないため位置を補正します。
今回は、左上が基板外観の角で、座標はx:90 y:90 になります。
PADの位置を計算するとx:91.37 y:91.61 の座標をインチ用の原点とすると良い感じになります。
グリッド原点を配置アイコンをクリックして、グリッドを0.01に設定。、x:91.37 y:91.61 の位置を原点指定します。
グリッドを0.6350mmに設定し、PADをマウスで全体選択して(M3のネジ穴は選択から除外)
良い感じに移動します。
基板縁から約3.175mmの位置に来ると良さげです。
■シルクの設定(【F.Silkscreen】レイヤを使用します)
F.Silkscreen レイヤーを選択してピンヘッダソケットのシルクと基板名を入力します。
線は【/】アイコン、文字は【T】アイコンを押下して設定します。
線の太さ、文字の大きさは属性変更でできます。
■3Dビュワーで出来を確認
良いのではないでしょうか。
■ガーバーデータの出力
プリント基板(PCB)を製造するために使われる標準的なデータフォーマットのガーバー出力し基板製造メーカに依頼すれば完成です。
出力の方法は以下のqittaを参照