How to make a PCB

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プリント基板の作り方にはいろいろな方法があり、それぞれ一長一短ですが、中でもアイロン転写は慣れると便利です。

アイロン転写とは、レーザプリンタの出力を生基板に熱転写してエッチングの時のレジストにしようとするものです。

今では多くの方が試してネットに掲載していますので今更私の出る幕ではありませんが、私のやり方も参考にしていただけたら幸いです。

アイロン転写に用いるプリンタは、黒ベタが中抜けしないレーザプリンタでなければなりません。それから縦横の寸法比が正確であること。ただし、拡大縮小で寸法が合わせられるのならそれで大丈夫です。

この、黒ベタが中抜けしないレーザプリンタというのはカタログをみても判定できませんので、印刷されたものを個別に現物で確認するか、経験談を探すしかありません。

私の場合はCanonのLBP6040とCanonのMF4330dを使っています。LBP6040は中抜けしませんがトナーが融ける温度が高いです。MF4330dは中抜けしますが内部を掃除したところ中抜けが少なくなり使えるようになりました。どこをどうしてそうなったのかわかりません。基本的には中抜けする機種なのでお勧めはできません。以下はMF4330dを使いました。

紙の選び方一つで、パターンが欠けたりピンホールができてしまったり、また紙を剥がすときに紙の繊維がパターン上に残ってしまってそれを除去するために指で擦ったり消しゴムで擦ったりと意外と苦労が多いものです。

私の場合は感熱紙を使っています。感熱紙にレーザプリンタでプリントすると真っ黒けになって出てきます。とても怪しいですね。真っ黒になるような紙にプリントなんて誰もしないですよね。

でも、この真っ黒けになる紙をつかうことで非常に簡単に剥離できてパターン(=レジスト)もクッキリと鮮やかに作成することができます。

ちょっと小さいですがスーパーのレジのレシートでも同じように使えるかもしれません。

手順と言っても先達の方達が詳しく書いていますので同じことは極く省略して書きます。

最初に基板のパターンを作ります。これにはCADを使います。手書きしてコピーしてもできないことはないでしょうが意味がありません。

私はDipTraceを使っています。これには有料版と無料版がありその違いは基板に配置できるピン数300、配線レイヤ数2に制限されているか否かだけです。自動配置も自動配線も使うことができます。趣味で作る基板でしたらこの無料版で充分です。(というか、そんなにピン数が多い基板をアマチュアが設計するのは容易ではありません。)

パターンをレーザプリンタで出力します。そのとき、基板の寸法が設計どおりかどうか確認し、違っていたらCADのプリントアウトの縮小/拡大設定を調整して合わせます。

生プリント板はカットして表面を磨いておきます。手指の油脂などが付かないように気を付けます。私はここで、手製のバキュームテーブルの上に基板を置いて、その上に紙に出力されたパターンを載せ、さらにシリコンゴムシートで全体を覆います。

基板の周りにある青い板は生基板の端材ですが、こうすることで転写の際に基板の周辺部の密着が良くなります。

バキュームテーブルに接続する真空ポンプ。これは日東工機のVP0450を使いました。かなりオーバースペックですね。

真空ポンプを作動した状態。このようにすると基板とパターンが密着して動かなくなるので、シャープにパターンを転写できます。

取り出して剥がすと、、このとおり。綺麗に転写できています。アイロンの温度に気をつければ滅多に失敗することはありません。なお、基板の端を少し剥がしてみて、転写されていない状態だったときは、アイロンの温度を少し上げてもう一度転写しなおします。

アイロンの温度はトナーの特性に合わせる必要があります。低い温度では転写できません。高すぎる温度では滲んだり、トナーが変質するものもあります。

普通紙にプリントしたパターンと転写したパターン。転写紙はぺろりと剥がれますので擦る必要はありません。もし、パターンが上手く転写していない部分がある場合は油性ペンで修正してもよいでしょう。

エッチングの様子。このようにジッパー付き袋でエッチングをしますと、後々また使うまでエッチング液の保存ができますし使い古した後の片付けも簡単です。なお、基板上に泡が付着しているとその部分が残ってしまいますので袋の上から指で押して泡を除去します。

エッチングが終わったら袋から取り出してテッシュペーパでエッチング液を拭き取り、水道水でよく洗います。その後、クレンザーで磨くようにしてレジストを除去します。

松脂をアルコールに溶かしたフラックスを基板に塗って乾燥させます。熱くなったアイロンの上に載せて乾燥させると短い時間で乾燥できます。(火傷に注意！)

卓上ボール盤で穴開けします。卓上ボール盤はドリルのブレが少ないものを使います。ブレがあるとドリルが折れます。私が購入した卓上ボール盤は少しブレがあったのでドリルチャックをユキワ精工のものに交換しました。

卓上ボール盤にはUSBカメラとレーザポインタを付けてあります。これらの取り付けには工作が必要です。また、レーザの線を細線にするには工夫が必要です。また、USBカメラはピント合わせができるものでなければなりません。

画面を見ながら照準を合わせればランドの中央に穴を開けることができます。