新しいバージョン(Ver6.x 予習版)はこちら https://speakerdeck.com/tokitahiroshi/kicaddeza-niji-ban-wozuo-rutiyutoriaru-ver6-dot-x-yu-xi-ban KiCadで適当な基板を作って基板製造業者に 発注するためのチュートリアルです。 短めのスライドにする予定でしたが、 一通り必要なモノ入れたら結構なボリュームになりました。

1.
KiCad で雑に基板を作る
チュートリアル
soburi
Ver 0.9
2015/10/13

2. 2
本チュートリアルの対象・目的
●
対象
– KiCad の使い方を把握したい人
– FusionPCB/SwitchScience/Elecrow などの
個人向けプリント基板製造サービスを利用したい人
●
目的( 基礎編)
– KiCad の最低限必要な機能の使い方を理解する
– KiCad で基板を作って製造サービスに発注する作業の流れを理解する
●
目的( 応用編)
– 電子工作レベル( 両面基板、表面実装なし程度 ) の
基板作成に必要な KiCad の機能を理解する
●
本チュートリアルで扱わない事項
– 回路設計については本チュートリアルでは扱わない

3. 3
書いた人
●
某イベント Unix 島で技術ネタサークルやってます
– Twitter https://twitter.com/crs
– GitHub https://github.com/soburi
●
Recent works
– TWE-Lite を ArduinoIDE で使う
http://qiita.com/soburi/items/0b0aa3d0c4332a5e7a4c

4. 4
目次
1. KiCad とは
2. KiCad を起動する
3. EEschema で回路図を作る
4. 回路図データと基板エディタの連携
5. Pcbnew で基板レイアウトを作る
6. 発注用データの出力
7. 発注する
8. KiCad のワークフロー
9. コンポーネント・ライブラリ
10. フットプリント・ライブラリ
11. 複雑な回路図を管理する
12. 配置・配線の効率化
13. 面付け
14. まとめ
基礎編 実践編

5. 5
基礎編

6. 6
KiCad とは
●
オープンソースのプリント基板 CAD
●
商用ソフトにありがちな、フリー版の機能制限がない
●
フランス人が作って、 CERN が contribute してる
●
国内情報も充実
●
日本語 twitter の中の人のエゴサがすごい !
( 超高性能人力自動回答 bot 的な )

7. 7
【追記】 kicad.jp, 安定のエゴサ力 www
●
お墨付き、貰いました！
– SlideShare にアップロード後、 90 分で kicad_jp に捕捉される
– 通知 tweet 流さなかったんだが…

8. 8
KiCad を起動する
●
最新 4.0.0 出ました !( まだ RC 版 )
●
http://downloads.kicad-
pcb.org/windows/stable/kicad-product-
4.0.0_rc1-x86_64.exe
●
特に考えずにインストール
●
KiCad のアイコンを起動する

9. 9
新規プロジェクト
●
[ 新規プロジェクト ]→[ 新規プロジェクト ] を選択
●
プロジェクトには複数のファイルが含まれるが、
自動でディレクトリを作られない。
●
プロジェクト名と同じ名前のディレクトリを作って、そこに
プロジェクトファイル (*.pro) を作る

10. 10
メイン画面
●
KiCad は複数の回路設計ソフトの Suite になっている
●
よく使うのは回路図エディタの EEschema と
プリント基板エディタの Pcbnew
●
他のアイコンは特に触らなくても何とかなる
●
まずは EEschema を立ち上げる
EEschema Pcbnew

11. 11
一番シンプルな回路を作る
●
LED の足で電池挟んだアレ
●
部品は LED とボタン電池だけ
●
これだと基板にならないから
電池から線引いてベタ付け
●
こんな感じに

12. 12
EEschema で回路図を作る
●
右側のツールボックスに基本機能が入っている
●
最低限のサバイバルナイフは 2 つ
– 部品を選択する [ コンポーネント ]
– 部品同士を配線する [ 配線 ]
●
正しく回路図が描けたら作業完了

13. 13
部品の配置
●
[ コンポーネント ] を選択し、回路図シートをクリックすると、
[ コンポーネントの選択 ] ダイアログが表示される
●
ダイアログから使いたい部品 (LED と電池 ) を選択して、
回路図シート上に配置する
●
部品を右クリックすると、部品の移動、回転ができる。
配線しやすいよう、理解しやすいように配置する

14. 14
KiCad の部品ライブラリ
●
結構わかりづらい
●
よく使うもの
– Conn コネクタ類
– Device 基本的なデバイス ( ディスクリート部品 )
●
C= コンデンサ、 D= ダイオード、 R= 抵抗、 INDUCTOR= コイル
– Power 電源、 GND
– Regul レギュレータ
– Transistor トランジスタ
●
多分ほかのはあまり使わない

15. 15
配線する
●
[ 配線 ] を選択して、回路図シート上で配線を行う
●
部品の足と足とを線でつなぐ
●
配線が交差しているところはつながっていない
[ ジャンクション ] で接続する
●
T 字状に配線する場合、自動的にジャンクションで
接続される
つながって
いない
つながって
いる

16. 16
回路図のエラーチェック
●
回路が描けたら、エラーチェック機能 (ERC:Electric Rule
Check) で不具合をチェックする
●
まず、図面上の部品に番号を割り振る
[ 回路図のアノテーション ] を実行する
●
続けて [ エレクトリックルール チェッカの実行 ] で
エラーチェックを行う
●
後述の基板エディタと情報を対応づける
ので、アノテーションをクリアしてはいけない

17. 17
作例 #1
●
シンプルに電池と LED をつなぐ

18. 18
ERC エラーの対処方法 #1
●
ErrType(2): ピンは接続されていません
( そして、このピンに接続するシンボルが見つかりません )
●
単純に配線されていない
●
接続が無い場合は
[ 空き端子フラグ ]
で、配線しないことを明示する
NG

19. 19
ERC エラーの対処方法 #2
●
ErrType(5): ピン間の衝突問題。 重大度 : エラー
●
出力と出力など、接続できない
端子が接続されている。
●
単純に間違いなので
配線を修正する
●
この例は作為的
NG

20. 20
ERC エラーの対処方法 #3
●
ErrType(3): ピンは他のピンと接続されていますが、このピンを
駆動するピンがありません
●
KiCad では、部品を駆動する電源を明示的に指定し
なければならない。
●
[PWR_FLAG] 部品を
電源と GND にそれぞれ
接続することで解消する
NG

21. 21
作例 #2
●
電源端子を追加
●
PWR_FLAG で電源を明示して
ERC のエラーを解消

22. 22
回路図データと基板エディタの連携
●
回路図エディタの EEschema と基板エディタの Pcbnew は
別個のアプリで、ファイルに出力されたデータで連携している
●
２つの情報が必要となる
– 部品の結線情報
– 回路図の部品と基板上の部品サイズの対応情報
●
次の基板レイアウトの作業の入力データとして
それぞれのデータを作る

23. 23
部品とフットプリントの関連付け
●
KiCad では、部品 ( コンポーネント ) は、回路図での電気的な
特性と、基板上での物理的な構造を分離して扱っている
●
そのため、回路図上の部品に、実体物の形状 ( フットプリント )
を関連付ける作業が必要になる。
●
この作業を行うのが CvPcb
●
別の見方をすると、足の数だけ合っていれば別の形状を割り当
てることもできる。
●
困ったらピンヘッダを割り当てておくと何とかなる。

24. 24
CvPcb でフットプリントを割り当てる
●
中央のリストのすべての部品に対して、フットプリントを割り当てる。
●
表示の縮尺、部品のサイズに注意
●
分類が多くて探すのが大変
– 足の数指定は基本的に有効にしておく
– まずは全てのライブラリからキーワードでマッチするものを探す
– なければ、ライブラリを一つ一つ漁る

25. 25
作例 #3
●
標準的な 5mm の LED を指定
●
電源は外部からリード線で接続するため、
2pin のピンヘッダを指定
( ピンヘッダを実装せずに配線用の穴として使う )

26. 26
ネットリストを生成する
●
エラーのチェック・修正、フットプリントの割り当ての作業が終わったら、
Pcbnew が使う、ネットリスト ( 結線情報 ) を生成する
●
[ ネットリストの生成 ] を選択し、
Pcbnew 用のネットリストファイルを生成する
●
ファイル名は変えない。
●
回路図エディタと基板エディタをつなぐ情報がネットリスト。
回路図を変更したら、必ずネットリストを生成して、基板エディタに反
映する。

27. 27
Pcbnew で基板レイアウトを作る
●
プリント基板の配線 ( パターン ) を作る
●
サバイバルナイフは 1 つだけ。
– 部品同士を配線する [ 単線 ( シングル )]
●
回路図で書いたすべての結線がプリント基板上で
配線できたら作業完了

28. 28
回路図の結線を基板に反映する
●
Pcbnew を起動する
●
[ ネットリスト ] を開いて、
[ 現在のネットリストを読み込む ]
●
CvPcb で指定した部品がグチャっと塊で置かれる。

29. 29
フットプリントを配置する
●
塊で置かれた部品を右クリックして、適当な場所に置く
●
部品の配置は、とにかく自分で考えるしかない。
●
考え方の一例
– 配置に制約がある部品を先に並べる
( スイッチ、コネクタなど操作上の制約、筐体サイズの制約 )
– IC などあれば、できるだけ中央に置く
– 平行した配線になるところは並べる

30. 30
配線する
●
未配線の端子にラッツネスト ( 白い線 ) が表示される
●
配線して端子がつながるとラッツネストが消える
●
[ 単線 ( シングル )] で線を引いて全てのラッツネストが
消えたら作業完了

31. 31
ビアを使った配線
●
描いている配線はプリント基板のパターンなので、
同一レイヤ上で交差できない
●
交差するところは、ビア ( 穴 ) を作って配線を裏に通す
●
配線中に右クリックで [ 貫通ビアの配置 ]
を実行

32. 32
基板のサイズを決める
●
Pcbnew のレイヤ選択リストから
[Edge.Cuts] を選択する
●
[ 線 ( ポリゴン )] で、長方形の枠を描く。
●
この長方形が切り出される基板のサイズになる。
●
このレイヤは、
[ 基板外形レイヤ ] とか
[ メカニカルレイヤ ] とも
呼ばれる

33. 33
GND ベタ #1
●
これをやると「まともな基板」っぽく見える。
( 本来はノイズ対策 )
●
[ 塗りつぶしゾーン ] を実行して、
基板の外枠と同じサイズの塗りつぶし領域を作る
●
ダイアログの [ ネット ] は [GND] を指定する。
●
多分 GND 以外は使うことはない

34. 34
GND ベタ #2
●
[B.Cu] と [F.Cu] の２面に対して実行する (2 回やる )
●
ゾーンの枠線を右クリックして [ 全てのゾーンを塗りつぶ
す ] を実行
●
配線変えたら両面とも、
塗りつぶしの削除→塗りつぶし
を再実行すること。

35. 35
作例 #4
●
ビアを使って表面に配線を通して交差させる
( 当然ながら意図的なビアの使用例 )
●
両面に GND ベタを設定

36. 36
基板レイアウトのチェック
●
基板製造業者の設備によって、パターンの密度が高い
と製造ができない場合がある。
●
製造可能な配線の間隔、ドリル穴のサイズをチェック用
データとして設定して、パターンに不備がないかをチェック
する。
●
発注の前には必ずチェックする。

37. 37
デザインルールの設定 #1 許容最小値
●
ドリル穴や配線の製造可能な最小値を設定する
●
メニューの [ デザインルール ]→[ デザインルール ] を選択
●
ダイアログの [ グローバル デザインルール ] タブにある
[ 許容最小値 ] を設定する。
●
マイクロビアは使わないので設定不要
●
FusionPCB/SwitchSciencePCB/Elecrow 向け
– 最小配線幅 0.2mm [0.1524mm(6mil) 以上 ]
– 最小ビア径 0.8mm [ ビアドリル径 + annular ring x 2=0.7mm]
– 最小ビアドリル径 0.4mm [0.3mm]
多少余裕を持たせた値にする。

38. 38
デザインルールの設定 #2 default 値
●
実際の配線に使う値を [ ネットクラス エディタ ] タブの
[default] に設定する。
●
クリアランスは最低 0.1524mm が 3 社のスペック。
●
FusionPCB の Eagle 用推奨設定ファイルが、
基板端から 0.254mm(10mil) としている。
●
これはかなりマージン持たせた値
●
表面実装 IC を使うと 0.18mm ぐらいを使う

39. 39
DRC のエラーの対処方法
●
DRC のエラーのほとんどは、
– 未配線
– 配線が ~ に近すぎる
●
頑張って引き直しましょう。
●
基本は配線する前にルールを設定する
– 配線のエラーは配線時にチェックされる。
– エラーになるのはだいたい配線後にルールを変えた場合。

40. 40
発注用データの出力
●
基板製造業者に渡す最終生成物の
Gerber ファイル、ドリルファイルを出力する
●
業者の指定するデータの仕様に合わせて
ファイルを修正が必要。
●
確認が終わったら発注する。

41. 41
実装ファイルの原点の設定
●
[ ドリルファイル、実装ファイル用の原点を設定 ] で
基板外形の左下に原点を置く

42. 42
●
[ ファイル ]→[ プロット ] でダイアログを開く
●
[ 出力ディレクトリ ] を適当に指定する
●
レイヤは [F.Cu],[B,Cu],[F.SilkS],
[B.SilkS],[F.Mask],[B.Mask],
[Edge.Cuts] の 7 つを選択
●
[Protel の拡張子を使用する ] をチェック
●
設定終わったら [ 製造ファイル出力 ] でフ
ァイルを生成する
●
ドリルは別に作る必要があるので、 [ ドリ
ルファイルの生成 ] を実行
Gerber ファイルの出力

43. 43
ドリルファイルの出力
●
ディレクトリ以外はデフォルトの設定で OK.
●
[ 製造ファイルの出力 ] のときと同じディレクトリを指定

44. 44
基板製造業者の仕様に合わせる
●
FusionPCB/SwitchScience/Elecrow いずれも
以下の手順
1. 拡張子を除いたファイル名本体をすべて同じにする。
(e.g. sample-B_Cu.gbl → sample.gbl)
2. ドリルファイルの拡張子 .dri を .txt に変更する
3. zip で固める
●
仕様に変更があるかもしれないので、
発注の際に確認すること

45. 45
Gerber ファイルを確認する
●
KiCad の GerbView よりも gerbv
[ http://gerbv.geda-project.org/ ] がおすすめ
– 色がデフォルトで中間色なので見やすい
– レイヤを重ねて印刷できる
– レイヤごとに透明度が設定できる

46. 46
確認のポイント
●
ERC/DRC でチェックできないところを見る
– 間違ったフットプリントを使っていないか？
– 部品がぶつかるような高密度パターン描いていない？
– ベタ塗りつぶしはちゃんと更新されているか？
– シルクの情報はわかりやすいか？
– ハンダ付け作業はやりやすいか？
●
原寸で印刷して、実物の部品を刺して確認する
●
確認を怠るものは地獄に堕ちる

47. 47
画面で確認
●
[File]→[Open layer(s)] で全ての Gerber ファイルとド
リルファイルを開く
●
実際のプリント基板の構造に合わせて並べて
不備をチェックする
– ベタ塗りの更新忘れでパターンが
くっついていないか？
– シルクの情報はわかりやすいか？
表面
裏面
シルク印刷
レジストマスク
銅箔
銅箔
レジストマスク
シルク印刷

48. 48
印刷して確認
●
表面のレイヤとドリル穴を選択して原寸で印刷する
●
印刷したパターンのドリル穴に針で穴を開けて、
実際に部品を挿してみる
– 部品がくっつきすぎていないか？
– 作業のしやすさも考える

49. 49
ネットプリントで原寸印刷
●
セブンイレブンのネットプリントで原寸印刷できる
●
[Microsoft XPS Document Writer] で
印刷すると xps ファイルができる
●
xps ファイルをネットプリントで印刷する
– 設定時に [ 余白なし ] を指定する
– セブンイレブンのマルチコピー機で印刷 (1 枚 20 円 )

50. 50
作例 #5
●
表面のレイヤと裏面のレイヤをそれぞれ重ねて表示

51. 51
発注する
●
FusionPCB も SwitchScience も Elecrow も
「 Gerber ファイルとドリルファイルを
ZIP で固めて Web フォームから送るだけ」
で、発注処理が完了する
●
発注した直後に不具合が見つかる（経験則 )
●
直後ならまだ修正が可能 ( な場合がある )
●
諦めたらそこで試合終了
●
落ち着いて対処する

52. 52
発送
●
安い発送だと郵便扱いで２週間程度
●
深圳から出てくるので、国際郵便の tracking を見な
がら気長に待つ
●
郵便だと時間外窓口が使えるので FedEx よりかは
受け取りはラク (UPS なら黒猫に渡してくれるが )
●
Good Luck!

53. 53
実践編

54. 54
KiCad のワークフロー
●
KiCad で回路図・基板レイアウトを修正するときは、
回路図を修正して、ネットリストを吐き出し、基板エディタで取り込む、一
連の作業を行う
●
基板エディタで回路図にないフットプリントを置かない
( 機構部品など回路図に関係ないのは OK)
●
アノテーションが崩れるとこのサイクルが回らなくなるので消してはいけない
●
部品を入れ替えるときは注意
コンポーネントの関連付け
回路図 結線情報 基板レイアウト 製造ファイル
回路図まで戻って修正

55. 55
LED 明滅回路
●
キャンドル IC CDT-3460-20 で LED が明滅する回路
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-08752/
●
電源はボタン電池を使用し、
電子ホルダー CH26-2032LF を基板に実装する
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-08963/
●
作例ではデータシートの例で
簡単な駆動回路を作る
●
この作例を通じて、実際の基板作成で
使う KiCad の機能を見ていく
こんな基板を作る

56. 56
コンポーネント ライブラリ
●
KiCad のライブラリに含まれていない部品を使うためには
コンポーネント自体を作成する必要がある
●
ゼロから作っても良いのだが、実際的には同じ形状の部品の
名前と足の名前を変えるだけの場合が多いだろう
●
ここでは [ コンポーネント ライブラリ エディタ ] を使って、
既存のライブラリからコピーして新しいコンポーネントを作る
手順を紹介する

57. 57
コンポーネント ライブラリを作る #1
●
難しくはないが、操作がわかりづらい
●
ポイントは、
– 「現在のライブラリ」が何処を指しているのか
– 「操作の対象」がライブラリなのかコンポーネントなのか
を把握すること
●
元ネタのコンポーネントが入っている
ライブラリを [ 現在のライブラリ ] で選択する
●
[ 現在のライブラリからエディタへコンポーネントを読み込む ] で
元ネタのコンポーネントを選択してエディタへ読み込む

58. 58
コンポーネント ライブラリを作る #2
●
まずは名前を変える。部品名を
右クリックして [ フィールドの編集 ] を行う
●
新しく作るコンポーネント名を入力する

59. 59
コンポーネント ライブラリを作る #3
●
ピンを右クリックして、 [ ピンの編集 ] で
– ピン名
– ピン番号
– エレクトリック タイプ
を変更する
●
変更し終わったら
[ 新しいライブラリへ現在のコンポーネントを保存 ] する。

60. 60
コンポーネント ライブラリの設定
●
作成したライブラリを回路図エディタから使えるように
読み込みの設定をする
●
コンポーネント ライブラリ ファイルの
[ 追加 ] で、作ったライブラリを指定
●
これで、回路図エディタで
コンポーネント選択時に
新しく作成したライブラリが
ツリーに表示される

61. 61
既存のライブラリに追加する場合
●
既存のライブラリに追加する場合は
[ ライブラリの選択 ] をした後、
[ 現在のライブラリ内の現在のコンポーネントを更新 ] する
●
新規にライブラリを作成した場合も、
保存したライブラリが自動的に選択されないので、
読み込み設定を行ってから
[ ライブラリの選択 ] を行う

62. 62
作例 #6
●
三端子レギュレータの 7805 を元に
キャンドル IC CDT3460-02 の
コンポーネントを作成
●
CDT3460-02 のデータシートを
ストレートに落とし込んだ

63. 63
フットプリント ライブラリ
●
コンポーネント ライブラリと同様、フットプリントについても
KiCad 自体に含まれていない部品については
自分で作成する必要がある
●
フットプリント エディタで
新規に作成する手順を紹介する

64. 64
フットプリント ライブラリを作る #1
●
基本的な考え方とハマりポイントは
コンポーネント ライブラリと同じ
– 「現在のライブラリ」が何処を指しているのか
– 「操作の対象」がライブラリなのかコンポーネントなのか
●
メニューとツールバーの構成がコンポーネント ライブラリと違うので注
意
●
[ 新規フットプリント ] でフットプリントの名前を決めて
作業を始める

65. 65
フットプリント ライブラリを作る #2
●
端子となる [ パッド ] を配置する
●
普通のスルーホールを置くのであれば、
デフォルト設定で OK.
●
データシートなどで寸法を確認して配置する
●
インチ / メートルの違いに注意する
●
１番ピンを明示するような場合には
角型のパッドに設定する

66. 66
フットプリント ライブラリを作る #3
●
部品の形状や向きがわかるように、
シルク印刷を描く
●
配置したときのサイズを意識して描いてあると
部品の衝突防止に役立つ
●
特に回路上の意味はないので、わかりやすいように
お絵かきする

67. 67
フットプリント ライブラリを作る #4
●
出来上がったら
[ ファイル ]→[ フットプリントを新規ライブラリへ保存 ]
する
●
コンポーネント ライブラリ エディタと違って、ツールバーには
ないのでメニューから実行する
●
フットプリント ライブラリは [ ライブラリ名 ].pretty という
ディレクトリで保存される

68. 68
作例 #7
●
CR2032 電池ホルダー CH26-2032LF のフットプリント
– プラスとマイナスの２つのスルーホールを作成
– 電池のコンポーネントに合わせて 1 がプラス ,2 がマイナス
– マイナス (GND) を角型のランドにした
– シルク印刷で部品の形状を
原寸通り表示している

69. 69
フットプリント ライブラリの設定
●
基板エディタからライブラリが読み込まれるよう設定する
●
[ 設定 ]→[ フットプリント ウィザード ] を起動
●
作成したライブラリが [ ～ .pretty] ディレクトリとして
保存されているので、 [ このコンピュータにあるファイル ] を選択して、ディ
レクトリを選択する
●
「グローバルライブラリ」か「現在のプロジェクトのみ」かは好きな方を
●
ダイアログの指示に従って設定を完了すると、基板エディタから作成し
たライブラリが選択できるようになる

70. 70
複雑な回路を管理する
●
ある程度の規模の回路図では、大まかな機能を構成
する部分ごと分割して回路図を描く
●
分割したそれぞれの部分の間は線をつなげて描かない
切れた線に接続先を記載して示す
●
[ ラベル ] を使って、部分ごとに回路図を分けて描く

71. 71
単純なラベル
●
[ ラベル ] は切れて描かれている線が
つながっている先を示す
●
ラベルの接続先は複数あってもよい
( 三つ又の配線 )
●
切れている線の端を右クリックすると
[ ラベルの追加 ] があるので、
ラベル名を入力する
同じ
同じ

72. 72
シートの階層化
●
KiCad では、回路の一部を別シートに分割する [ シート
の階層化 ] が行える
●
「電源部」のような部分の回路をモジュール化して、接
続端子だけで簡略に表示する
●
モジュールごと、まるっとコピペできる。
●
単純に「分ける」ではなくて、論理的な
「モジュールに分割」する機能
Advanced topic

73. 73
階層化シートの作成
●
[ 階層シート ] を選択し、回路図シート上に
階層シートを表す枠線を引く
●
枠線を右クリックすると [ シートに入る ]
項目が現れるので、選択すると
サブの階層シートに切り替わる
●
サブの階層シートで右クリックして、
[ シートから抜ける ] 項目を
選択すると元のシートに戻る
●
ファイル名は適当に採番されるので
[ シートの編集 ] でわかりやすい名前にリネームする
Advanced topic

74. 74
階層ラベル
●
階層シートから、上位の階層シートに見せる端子が [ 階層ラベル ]
●
ラベルというよりはインターフェースとして捉えた方がよい
●
サブの階層で [ 階層ラベル ] を配置する
●
上位の階層シートで階層シートの枠を右クリックして
[ シートピンのインポート ] を行うとサブの階層で
定義したラベルが枠線内に現れる
●
このラベルを介してサブの
階層シートと接続する
Advanced topic

75. 75
グローバルラベル
●
全ての階層シートで共有されるラベルが
[ グローバルラベル ]
●
階層シートの概念が理解できれば
自ずと理解できるはず
●
階層シートを使わないなら必要ない
Advanced topic

76. 76
作例 #8
●
電源回路部と LED 点灯部を分けた
●
LED 点灯部は調整用の
抵抗を入れてある。
(0Ω 可 = 省略可 )
●
もっと明るくしたい場合に
並列で LED を配置
( 省略可 , 抵抗は並列でないので
行儀はよくない設計 )
●
On/Off できるようにスイッチをつけた

77. 77
配置・配線の効率化
●
回路の規模が大きくなると、作業の内容自体は変わ
らないとはいえ、相応に時間がかかるようになる
●
KiCad には効率よく配線を行う機能があるので、これら
を使って作業の効率化を図る

78. 78
フットプリントの自動配置
●
部品点数が多いと、塊を振り分けるだけでも一苦労
●
とりあえず、「重ならない」ようにする程度の機能だが、
それでもやらないと大変なことになる
●
[ フットプリントモード ] を選択する
●
部品の塊の上で右クリック→
[ フットプリントを自動配置 ] で、部品が振り分けられる

79. 79
押しのけ配線機能
●
KiCad の最も Cooooool!!!!! な機能の一つ
●
配線を引くときに、既に引いてある線が避けてくれる
●
[ 表示 ]→[ 描画キャンバスを OpenGL(3D) へ切り替え ] を選択
●
[ 配線とビアの追加 ] を選択した状態で、
右クリックして [ 配線オプション… ] を選択
ダイアログのモードから [ 押しのけ ] を
選択する
●
OpenGL を使用していると、メニューから使える機能の
動作が異なる。必要に応じて描画キャンバスを切り替える

80. 80
FreeRouting による自動配線
●
規模が大きかったり基板自体が小さい場合だと、端子
間を衝突なく配線することが非常に難しくなる
●
外部ツールとして FreeRouting を使って
自動配線を行うと、多少無茶なレイアウトでも
上手く配線してくれる
Advanced topic

81. 81
FreeRouting で自動配線する #1
●
配布元からバイナリをダウンロードする
– https://github.com/freerouting/freerouting/blob/master/binaries/FreeRouting.exe
●
KiCad とはエクスポートファイルの作成と、
出力のインポートで連携する
●
配線と塗りつぶしをすべて削除する
– 既に配線されているところは保持される
●
[FreeRoute] のダイアログを立ち上げ、
[ 現在のボードを” Specctra DSN” ファイルへエクスポート ] する
Advanced topic

82. 82
FreeRouting で自動配線する #2
●
FreeRouting を起動して、エクスポートした DSN ファイルを開く
●
メニューから AutoRoute を実行する
●
配線が出来上がったら、
[Export Specctra Session File]
を実行して、出力をエクスポートする
( 同一ディレクトリに .ses ファイルが出来る )
●
KiCad に戻って、 [ スぺクトラ・セッション ファイル (.ses) のバックインポート ] で、
FreeRouting の自動配線データを取り込む
●
[ 結線情報データを再構築しますか？ ] は OK を選択
Advanced topic

83. 83
作例 #9
●
FreeRouting で自動配線させた
●
基板データとしてはこれで完成
配線前 FreeRouting の
自動配線結果
自動配線を
反映
GND ベタを
入れる
Gerber データ
( 表・裏 )

84. 84
面付け
●
小さなサイズの基板の場合、発注するサイズの中で複数枚の基板が
収まる場合がある
●
複数枚基板を並べてレイアウトすることを面付けという
( 本来は裁断前の大きな紙に本の体裁となるよう
ページを並べる工程 )
●
基板を分割する溝 (V カット ) を作るための追加料金が
かかる場合が多いが、枚数を増やすよりかはコスト削減になる
●
SwitchScience のサービスでは、同一パターンであれば
追加料金なしで V カットが可能 (2015/9 実績 )

85. 85
面付けした基板レイアウトの作成
●
スタートメニューから Pcbnew を直接立ち上げる
●
[ ファイル ]→[ ボードの追加 ] で、
作成したボードのデータ (~.kicad_pcb) を読み込む
●
面付けする枚数分読み込みを繰り返して、
配置する
●
外形レイヤの線を削除してボードの形状を作り直す
●
V カットの線を外形レイヤに引く
●
Gerber ファイルの出力は通常の基板と同様に行う
●
回路図データとは関連づかない基板になるので、
別のディレクトリに置いた方が管理しやすいかもしれない

86. 86
作例 #10
●
10cm × 10cm から 8 枚基板が取れるように面付け

87. 87
まとめ
●
ここまでの内容で電子工作で使う程度の回路であれば
基板製造業者に発注することが可能なはず
●
このチュートリアル自体は結構なボリュームがあるが、
ほとんどの部分について実際使って慣れた方が早い
●
KiCad の癖やハマる箇所についてはそれぞれ注釈して
いるので、参考にしていただければ幸い

88. 88
おさらい #1
●
EEschema の基本的な使い方
– コンポーネントの配置・配線
– ERC のエラーチェック
– フットプリントの関連付け、ネットリストの生成
●
Pcbnew の基本的な使い方
– ネットリストの読み込み
– 配線
– DRC のエラーチェック
– 製造ファイルの出力
●
製造業者への発注
– ちゃんと確認したか？

89. 89
おさらい #2
●
ワークフロー
– アノテーションを消さずに回路図作成→基板レイアウトのサイクルを繰り返す
●
コンポーネント、フットプリントの作成
– 難しくはないが、保存先の「現在のライブラリ」を確認する
●
ラベルによる回路図の分割
– ラベルを使って、ブロックごとに分けて回路図を描く。より大規模な回路は「階層化」する
●
効率のよい配線
– 自動配置、押しのけ配線
– FreeRouting による自動配線
●
面付け
– Pcbnew を個別で立ち上げて作業する