このブログはJLCPCB様の提供でお送りしております。
JLCPCB様のサイトはこちら
日本語発注システム: https://jlcpcb.com/jp/
英語発注システム: https://jlcpcb.com/JPV/
こんにちは。24年度入学でMaquinistaの回路班をしているcapaです。
今回はJLCPCB様のサービスの紹介と、我々の作成した基板の紹介をさせていただきます。
私が今回作成した基板は4層構成で、24VでテープLEDや電磁弁をON/OFFする機能を持っています。仕組みはシンプルなのですが、駆動するデバイスによっては大電流を扱うこともあるため回路制作には苦労しました。
今回作成した基板の写真です。一部のはんだは私が行っています。
裏面のJLCPCB様のロゴが、黒のシルクに映えますね！
ブロックで隠してある部分にはリポジトリへアクセスできるQRコードが入っています。
表面のこのエリアにおける、部品の実装密度の高さは見ものです。写真内で一番小さいサイズが1005metricであり、肉眼で確認することが少し難しい大きさになります。
この実装密度や小ささは我々の手はんだによって実装することは大変厳しいです。そのため、今回はJLCPCB様のPCB Assemblyサービス(以降、PCBA)を利用させていただきました。
PCBAでは、普段JLCPCB様に発注する基板の部品実装を依頼することができます！小さな表面実装部品から大きなスルーホール部品まで実装していただけます。部品の調達もJLCPCB様が行うので、部品の在庫管理の面でも重宝しております。
普段の基板製造用ファイルに加えて、BOMとCPLのたった2ファイルを追加で作成しアップロードするだけで、PCBAは利用できます。JLCPCB様のウェブページ上で部品の向きや位置などを確認できるため、とても便利です。
BOMやCPLについてはkicadだとプラグインが使用できてとても便利なので、ぜひ活用してください。使用方法はこちら↓
JLCPCB様から基板実装サービスのご提供をいただきました
ところで、みなさんは基板設計をする際にどのようなことに気をつけていますか？
配線の太さやベタの大きさなど、様々なことがあると思います。
その中でも今回はパッドオンビアについて、製造における利点と注意点をお伝えしたいと思います。
まず、パッドオンビアとはパーツなどをはんだ付けするパッド上にビアを開けることを言います。パッドインビアと呼ばれることもあります。
パッドオンビアの大きな利点としては、実装面積が削減できることが挙げられます。
基本的に部品と配線はセットになり、実装密度が上がるにつれ部品の配置とその配線は難しくなります。そのような状況において実装面積の問題を簡単に解決できる方法の一つとして、パッドオンビアがあります。パッドのなかにビアを埋め込むことにより、パッドとビア間の配線がなくなり、また、ビアのクリアランスもパッドによって確保されます。
今回の基板も高密度な部品配置が要求されるエリアにはパッドオンビアを使用しています。
しかしながら、パッドオンビアには欠点があります。
一般にビアは内部が導体で覆われた空洞になっており、はんだが流れてしまいます。そのため、部品のはんだ付け用に流したはんだがビアに流れ込み、部品とパッドの接続が確立されないことがあります。
これは手はんだにおいては目視によるはんだ量の調節ができるため問題になることが少ないです。一方でステンシルなどを用いたペーストはんだによるはんだ付けでは、はんだ量の調整が難しく、はんだ不良の原因になり得ます。
JLCPCB様では、エポキシによる充填ビアにも対応しているため、製造時にオプションとして選択することで、上記の問題を引き起こしにくくすることが可能です。
画像のように、基板のgerberファイルをアップロードしたのち、High-spec OptionsのVia Coveringから選択することが可能です。
(注) Cupper paste Filled & Capped ビアは基板が4層以上である必要があります。
ぜひ使用してみてください！
詳細はこちら:
https://jlcpcb.com/jp/help/article/pcb-via-covering
Maquinistaは現在、学生ロボコン/ABUロボコンでの優勝を目指して日々活動しており、皆様のご支援が大きな力になっています。ありがとうございます。
今後とも応援の程、よろしくお願いします。