回路基板の作り方

手作りのプリント回路基板（PCB）は、ロボット工学や電子工学全般でよく使われる。ここでは、回路基板を作るための基本的な手順を説明します。

その1

設計

1. 銅基板に回路図を刻印する方法を選んでください。簡単な回路であればシャーペンを使っても、コンピュータ・プログラムからプリントアウトしたものを使ってもかまいません。どちらか片方だけでよいので、好みに合わせて選んでください。
2. 方眼紙か、Eagle CADのようなシミュレーション・プログラムに回路図を描きます。回路図には、すべての部品の詳細な説明と、簡単な接続が含まれている必要があります。
3. シミュレーション・プログラムを使用する場合は、シミュレーション環境で回路を徹底的にテストする。シミュレーション・プログラムを使用しない場合は、ブレッドボード上で回路のプロトタイプを1つ以上組み立て、テストする。ブレッドボードは非常に使いやすく、はんだや永久的なエッチングを必要とせずに、回路の結果をリアルタイムで見ることができる。
4. ブレッドボード上、またはシミュレーション・ソフトウェア上で回路が機能することを確認する。
5. 回路基板を入手する。回路基板は1枚1ドル程度で、絶縁体の上に銅を重ねただけのものです。一般的なサイズは3.5インチ（8.9cm）×5インチ（12.7cm）。必要なのは、シャーペンのような消えないマーカーだけです。定規もあると便利です。
6. 印刷したデザインを貼る。(コンピュータ・プログラムを使わず、シャーペンを使う場合は、このステップを飛ばしてください)。ソフトの印刷メニューからデザインを印刷する。光沢のある紙（雑誌に載っているようなものや、別の光沢のある紙）にプリントする。

   • 電気アイロン（洋服に使うものと同じ）のスイッチを入れる。
   • デザインを注意深く切り取り、回路基板に配置する。
   • 熱したアイロンを回路基板の上に直接45秒ほど置く。
   • 回路基板を取る（熱いので注意）。黒いインクが銅の回路基板に付着するように紙を洗い流す。
7. あるいは：シャーペンで基板に回路を描く。LEDと電池のような単純なものでない限り、実際に回路設計を描くのは本当に難しいことに注意してください。

   • 例えばLEDを接続する場合、プラスとマイナスの接続点の間に銅の隙間がなければならない。隙間がないと、電気はLEDを流れるのではなく、LEDの周りを流れることになります。電気の法則を思い出してください。すべての回路は、マイナスかアースのどちらかで終わっていなければなりません。
   • インクの前に銅を溶かし、インクに薄い斑点ができて銅が露出しないようにすることが重要です。

パート2

エッチング

1. 古着、手袋、安全ゴーグルを着用する。
2. 腐食性のない瓶に入れ、腐食性のない蓋で密閉した塩化第二鉄を、温水の入ったバケツで温める。有毒ガスが発生するのを防ぐため、華氏 115 度（46℃）以上に温めないこと。
3. 塩化第二鉄は、回路基板を載せるためのプラスチック製トレイを満たすのに十分な量だけ注ぐ。必ず換気のよい場所で行う。
4. プラスチック製のトングを使い、トレイのライザーに回路基板を伏せて置く。回路基板の大きさにもよりますが、5分から20分ほど待って、露出した銅がエッチングされて基板から落ちるのを待ちます。必要に応じて、プラスチックのトングを使って基板とトレイを攪拌し、より速くエッチングできるようにする。
5. すべてのエッチング器具と回路基板を、たっぷりの流水でよく洗う。
6. 高速度鋼または超硬ドリルビットで、回路基板に0.03インチ（0.8mm）のリード部品穴を開けます。穴あけ中は、目と肺を保護するため、安全ゴーグルと保護マスクを着用してください。
7. .ボードの電気部品を追加し、所定の位置にはんだ付けします。

パート3

組み立て

1. 以下の工具を集める：

   • 手持ちドリルまたはドリルプレス
   • 各種ドリルビット
   • はんだごて
   • はんだ
2. ドリルで穴を開ける前に、スルーホール部品の位置をすべて確認してください。銅粉は有毒なので、防塵マスクを着用する。
3. その位置に配置しなければならない部品が入る十分な幅のビットで、基板に穴を開ける。穴の幅が広すぎると、はんだ付けが非常に困難になるので注意すること。

   • 部品には2種類ある：スルーホール部品（足が長い）とSMD（表面実装部品）だ。SMDは表面実装なので穴を開ける必要はありませんが、スルーホールははんだ付けするために穴が必要です。スルーホールの部品は、銅の反対側から基板に入ります。
4. 部品を回路基板の所定の位置に配置する。部品の足をボードの裏側にゆっくりと曲げ、部品を所定の位置に固定する。極性のある部品が、対応するプラスとマイナスに正しく並んでいることを確認してください。はんだ付けする前に、すべての部品の位置をチェックし、再確認してください。
5. はんだ付けは、本来難しいものではありませんが、練習が必要な技術です。ヘルプを参照してください。
6. 回路基板を定位置に取り付ける前に、テストを行ってください。接続の問題を診断するために、可能であればマルチメータを使用してください。ちょっとしたスイッチや修理には、はんだ除去ガンが使えます。

この記事は、CC BY-NC-SAの下で公開された " How to Build a Circuit Board " を改変して作成されました。特に断りのない限り、CC BY-NC-SAの下で利用可能です。