フットプリントとは？部品を基板に正しく載せるための目印

プリプレグとは？多層基板の中で絶縁層が果たす役割

多層基板について調べていると、プリプレグという言葉を見かけることがあります。コア材、銅箔、プリプレグといった材料名が出てきますが、初めて見ると何のために入っているのか分かりにくいかもしれません。 プリプレグは、簡単に言えば、多層プリント基板の層と層を貼り合わせながら、電気的には絶縁するための材料です。この記事では、プリプレグの役割を、多層基板の作り方や、コア材・ABFとの違いも含めて整理します。 プリプレグは半硬化状態の絶縁シート プリプレグは、ガラス繊維の布にエポキシ樹脂などを含ませ、完全には硬化していない状態にしたシート材料です。常温ではシート状ですが、基板を作る工程で熱と圧力をかけると、樹脂が流れて層のすき間を埋め、その後に硬化します。 この性質によって、プリプレグは基板の層同士を接着する役割を果たします。同時に、銅配線の層同士が勝手につながらないようにする絶縁層としても働きます。つまり、プリプレグは「接着材料」と「絶縁材料」の両方の役割を持っています。 多層基板では層と層の間に使われる 1層や2層の基板では、表面や裏面に銅配線を作ります。一方、4層基板や6層基板のような多層基板では、基板の......

放熱基板とは？LEDや電源回路で熱を逃がすための基本

電子工作や基板設計では、電気の流れだけでなく「熱」も考える必要があります。特にLEDや電源回路では、部品が発熱しやすく、熱をうまく逃がせないと故障や寿命低下の原因になります。 そこで重要になるのが、放熱を意識した基板設計です。放熱基板とは、部品から出た熱を基板全体や外部へ逃がしやすくした基板のことです。高輝度LED、パワーLED、電源回路、モーター駆動回路など、発熱しやすい回路で重要になります。 なぜ基板で放熱を考えるのか 電子部品は動作するとき、少なからず熱を出します。小さなLEDを1個光らせる程度なら大きな問題にならないこともありますが、LEDをたくさん並べたり、電源ICやパワートランジスタを使ったりすると、発熱は無視できない設計要素になります。 LEDの場合、熱がこもると明るさが不安定になったり、発光効率が落ちたり、寿命が短くなったりすることがあります。電源回路では、電源ICやトランジスタが高温になり、保護機能が働いて出力が止まったり、電圧が不安定になったりすることがあります。 このような問題は、完成後に部品を交換するだけでは解決しにくいことがあります。熱の逃げ道が基板上に用意されていなけれ......

メタルマスクとは？表面実装でクリームはんだを印刷するための金属版

表面実装部品を使ったプリント基板では、部品を載せる前に、基板上のパッドへクリームはんだを塗る工程があります。このとき、必要な場所だけにクリームはんだを印刷するために使われるのが、メタルマスクです。 メタルマスクは、電子工作で毎回使う道具というより、表面実装基板を作るときや、基板実装を外注するときに関係する治具です。この記事では、メタルマスクが何をするものなのか、どこで作られるのか、KiCadで設計するときに何を意識すればよいのかを整理します。 メタルマスクはクリームはんだを印刷する金属版 メタルマスクは、基板のパッド位置に合わせて穴が開けられた薄い金属板です。基板の上にメタルマスクを重ね、その上からクリームはんだを広げると、穴の開いた部分だけにクリームはんだが残ります。 イメージとしては、ステンシルや版画に近いものです。必要な場所だけにインクを通す代わりに、メタルマスクでは必要なパッドだけにクリームはんだを通します。これにより、小さな表面実装部品でも、はんだを決まった位置に載せやすくなります。 表面実装でははんだの位置と量が重要になる 表面実装では、部品の足を穴に通すのではなく、基板表面のパッドに......

スイッチを基板に載せる基本｜端子・向き・固定方法を解説

電子工作でLEDを光らせたり、マイコンへ入力したりするとき、スイッチはとても身近な部品です。ブレッドボードでは簡単に試せても、いざ基板に載せるとなると、端子の向き、取り付け位置、押しやすさ、固定方法などを考える必要があります。 特にタクトスイッチ、スライドスイッチ、トグルスイッチのような部品は、回路上の役割だけでなく、人が操作する部品でもあります。この記事では、スイッチを基板に載せるときに意識したい基本を、電子工作の視点で整理します。 スイッチは電気信号を切り替える部品 スイッチは、回路をつないだり切ったりするための部品です。LEDのON/OFF、電源の切り替え、マイコンへの入力、モード選択など、さまざまな場面で使われます。 電子工作でよく使うものには、押している間だけONになるタクトスイッチ、レバーを動かして状態を切り替えるスライドスイッチ、パネルに取り付けて操作しやすいトグルスイッチなどがあります。どれも「スイッチ」ですが、操作方法や端子の構造は少しずつ違います。 また、スイッチで直接大きな電流を流すのではなく、スイッチ信号をきっかけにトランジスタを動かすスイッチ回路にすることもあります。小さ......

LED基板を自作する方法｜電流制限抵抗と放熱の基本

LEDを使った電子工作では、ブレッドボードで光らせるだけなら比較的簡単です。しかし、LED基板として自作する場合は、ただLEDを並べて配線すればよいわけではありません。 特に大切なのが、電流制限と放熱です。LEDは小さな部品ですが、流す電流を間違えると壊れたり、明るさが安定しなかったりします。また、LEDを多く使う場合や、高輝度LED、パワーLEDを使う場合は、熱の逃がし方も考える必要があります。 LEDには電流制限が必要 LEDは、電圧をかければ自動的に適切な電流で光る部品ではありません。必要以上の電流が流れると、LEDが熱くなり、寿命が短くなったり故障したりする原因になります。 そのため、基本的なLED回路では、LEDと直列に電流制限抵抗を入れます。抵抗値は、電源電圧、LEDの順方向電圧、流したい電流から考えます。電子工作では、LEDの明るさだけでなく、部品に無理をさせないことも大切です。 抵抗の場所と数を考える LED基板を自作するときは、抵抗をどこに置くかも決めておきます。LEDを1個だけ光らせるなら、LEDと抵抗を直列につなぐだけで考えやすいです。 複数のLEDを並べる場合は、すべてのL......