KiCADからプリント基板を発注する/PCBGOGOの場合

今回は、設計したプリント基板(PWB)を製作外注する例として、個人や小規模製作にお勧めの海外製造業者に発注する事例をご紹介します。

コストで効果を最大限発揮!の海外製造サービス

記事中の回路図については以前の記事で設計した各種回路のデータを使用します。

本記事では海外製造業者の一例として「PCBGoGo」でPWBを製作発注する為の見積、手配の流れを順番に説明します。

国内外問わず基板製造業者に実際に見積・発注をする為には会員登録が必要になります。プリント基板自動見積を行い、計算された見積額を確認した後でも会員登録は出来ますが、あらかじめ会員登録しておけば作業中の見積データ喪失など予想外のハプニングを回避する事が出来ます。サービス概要と仮見積の価格に納得できたら、本見積の前に会員登録しておくことをお勧めします。

海外の製造業者にPWBを製作してもらう場合のメリットは

「価格が安い」

「納期がそこそこ早い」

とにかくこの2点にあると考えています。

手作業ではんだ付けを行う電子基板で、製作数量が数枚から数百枚程度であれば、海外発注で製作する方が大きく出費を抑える効果が期待できます。

以前の記事で設計した簡易電源の基板も、5枚で3,000円程度の金額(内2,000円程度が輸送料)で製作出来ました。

ただし、メリットばかりとは限らない事も覚えておいて下さい。

「海外で製造≒輸入品」であることを忘れずに

幸いに筆者は遭遇した事は無いのですが、回路設計を行う友人の中からは

「発送されたはずのPWBが行方不明になった」

「届いた枚数が発注数に足りなかった」

「不良品が届いた」

という話を聞いた事もあります。

こういったトラブルに対しての対応に不満がある!という話や、そもそも不良品など発送しないのが当たり前で国内外の技術力の差だ!と主張される方もいらっしゃいます。

ですが、最近では大半の海外製造業者が日本語での問い合わせにも丁寧に対応してくれますし、きちんとやり取りすれば色々な問題にも迅速に対応してくれる業者さんが殆どです。

何か問題が起きてもあわてる事無く、設計した基板が確実に完成出来る様円滑なコミュニケーションを誰とでも取れる技術者でありたいものです。

日本向けサポートも充実した「PCBGoGo」

今回、海外製造業者としてご紹介する「PCBGoGo」ですが、こちらはKiCADスポンサー企業の1社でもあります。

その為、KiCADで出力したデータであればほぼ問題なく対応してもらえます。

Vカットやルーター切削など少々の無茶(物理的、作業工程的に加工不可能なものは除く)も対応してくれますので是非一度相談してみる事をお勧めします。

それでは、実際にPWB製造を見積、発注するまでの手順を説明していきます。

「プリント基板自動見積」を使う

「PCBGoGo」のWEBサイトを開き、画面左上の「自動お見積もり」のリンクをクリックします。

画面が切り替わりますので、必要事項を順番に入力していきます。

PCBガーバーデータのアップロードは最後に行いますので、自動見積の項目設定中は用意しなくても大丈夫です。

最初に「板材」を選択します。一般的なFR-4の他にもいくつか選択できます。

画像ではちょうどロジャース基板の項目に「人気」と強調されています。高周波特性に優れ、絶縁破壊を起こしにくい素材としてロジャース社のFR-4ラミネート基板がこの様に別項目として設定されていて、高周波の通信機器や高電圧制御回路を設計する機会が多い時に重宝します。

次に「異種面付けの種類」項目があります。異なる回路データを複数面付けして製造を依頼する際にこの項目に回路数を入力します。通常1種類の基板を製作する際は「1」のままにしておきます。

「外形寸法」はアップロードするPWBデータの外寸をmmで入力します。

データに捨て板が追加されている場合は捨て板の寸法も加えるのを忘れない様にしましょう。

「枚数」の項目は選択式になっています、最低製造枚数は5枚からになります。

必要な数量に対して適切な枚数を選択出来ない場合もありますので注意して下さい。

面付け製造を行う場合は「面付け方法」を選択します。通常アップロードするデータをそのまま製造する場合は「面付けなし」を選択します。

続けて「層数」を選択します。導体層について片面から14層迄を選択できます。

基本的には「両面」以上の選択をお勧めします。

「片面」を選択すると、部品面または半田面どちらかにしか導体層が生成されず反対面のレジスト層も処理されない為、基板の保護に影響が出る場合があります。

4層から8層を選択した場合は「パターンデータの順番」を指定するウィンドウが開きますので、KiCADで出力した導体レイヤーのガーバーデータ名を順番に記入します。

今回の投稿では基板の基材にFR-4を選択した場合で紹介しているので、この段階で更に種類が選択できます。

普段は標準選択のTG150で特に問題ないと思いますが、Tg(ガラス転移温度)値によってプリント基板の耐熱性能には差が生じます。高温になり易い部位での使用が当初より想定される基板を作る場合は標準選択とは異なる品番を選択する場合がありますので確認しておきましょう。

「板厚」も必要に応じて選択します。標準設定は1.6mm、最近は1.0mm等の薄板も使われていますが、4層以上の多層基板を製作する場合は板厚の下限に制約を受ける場合がありますので注意して下さい。

設計データの内容を確認しながら「最少パターン幅/間隔」「最少穴径」も設定します。

KiCADのPCBエディターの標準設定では数の通りになっています。

最小配線幅が「0.2mm」、クリアランスが0mmに設定されている場合は導体からのクリアランス「0.25mm」に注目します。これに対してWEBサイト見積フォームは「6/6mil」となっています。

単位「mil」は1/1000インチ=0.0254mmですので、6mil=0.1524mmとなり最小値をクリアしています。

最小穴径についても、KiCADも見積フォームも共に0.3mmになっていますので、このまま進める事が出来ます。

あまり例として聞いた事はありませんが、KiCADのPCB設定で最小値をさらに小さく変更している方は製作可能な値をよく確認して設定する様にして下さい。

もう少し設定項目が続きます。次は基板の外観を決める項目が並んでいます。

「レジスト」「シルク」では基板の保護層と表面/裏面のシルクスクリーン印刷の色を選択する事ができます。いわゆるプリント基板の外観を決める項目なのでこだわりたい所ではありますが、色によって見積価格や納期が変動しますので注意して下さい。

「金端子」はメモリーカードやカートリッジの様に基板端まで端子を取り回す場合や、映像、通信機器など特殊な接触端子を実装する場合に選択して下さい。

「表面処理」ではPWBを製作した際のパッド部の保護について選択します。別記事にも書かせてもらっていますが、基板状態での保管期間や環境に合わせてはんだメッキ、フラックス、金/銀メッキ等が選択できます。

「外層銅箔厚」は、部品面/半田面の表面導体層の膜厚を選択します。

標準は1oz=35μmになっています。ここまでの各項目の選択結果によって選択できる膜厚は制限されますので注意して下さい。

「追加オプション」の項目は通常は開かれていません。

画面左の「+」マークをクリックするとメニューが開きます。表示された項目の中で特に設定したい項目があれば選択して設定を行ってください。

各項目の設定が終わったら、下段までスクロールして「見積作成」ボタンをクリックします。

クリック後画面のスクロールを上方に戻すと、画面右側に自動見積された金額が表示されています。

リードタイムと配送業者を選択すると、送料が再計算されて現時点での見積金額が表示されます。

今回はPWBの製作だけとし、部品実装は行わない前提で説明していますので、

「カートに入れる」ボタンを押して表示される画面でガーバーデータファイルのアップロードを行います。

用意するデータはPCBのGaberファイルとドリルファイル1式を出力して下さい。

同一フォルダ内に書き出してしまって大丈夫ですので、出力後zip形式の圧縮ファイルにしてwebサイトの手順に従ってアップロードします。

設定項目が全て正しく選択されていて、設計データに見積項目と比較して変更が必要になる点が無ければ、データアップロード後数分から十数分でカート内の見積金額が確定して決済が可能になります。

支払いにはカード決済が必須になります。多くの海外製造業者が各種クレジットカードに対応している他、PayPalに対応している所も多いです。

PayPalだと決済金額に応じて別途手数料が発生してしまいますが、クレジットカード情報を複数の海外企業に登録したくないという場合には選択肢として良いと思います。

決済が終われば送信したデータでPWBの製造が開始されます。

試作程度のボリュームであれば数日から10日程度で製造された基板を入手する事が可能です。

最近ではこの様な海外製造業者を上手に活用して、電子工作キットや技術教材の委託販売を行う技術職の方なども増えてきています。

メリットとリスクを正しく認識し、目的に合わせて上手に使い分けてモノ作りに生かして頂ければと思います。

ABOUT KiCAD MASTER

KiCADの達人
KiCAD歴15年程度。雑誌記事や教育用テキストの執筆経験等複数あり。私大電気電子工学科での指導とフリーランスエンジニアを兼業しながらFab施設の機器インストラクターや企業セミナー講師を歴任し、KiCADの普及と現代の働き方に対応した技術者育成に務める。