基板設計CAD
2025.08.23
最初はCADも何もなく、銅箔基板にペンでパターンを描いてエッチングしていました。高校生の頃に「負帰還増幅回路」を作って、実際に通電して特性を測定する課題があったのです。
塗りむらが有るとそこだけ欠けたり、虫食いみたいになってしまうので、ペンをトントントンと軽く叩くようにしてインクを厚く載せていました。
その回路の抵抗値などをどうやって決めるかというレポートが大変だったのを覚えていて、全てについて計算式を書いていました。当時は、じつはあまりよくわかっておらず、特に苦手な数学の世界。
その前に、中学生の頃に買ったサンハヤトのキットは確かPK-3
シール式の台紙が有り、銅箔基板に貼り付ける。パターンを作りたい所をナイフで切り抜く。
切り抜いた凹みへ、ペンキのような液体を流し込んで乾燥させる。シールを剥がすと、パターンを残したい所だけペンキで保護されるから、ペンキのついていないところはエッチングで溶けてなくなる。あとはシンナーでペンキを除去して、銅箔を磨いてフラックス塗り乾燥させれば完成。
理屈は良いけど、実際にはあれこれ失敗したり、大雑把なパターンぐらいで細かいのは難しく、早々にあきらめてペンで直接描くようにしたような記憶です。
うまく切り込めずにシールが引っ張られる形でズレたりとか、角の切残しとか。
同じ基板を複数作りたかったら感光基板で、トレーシングペーパーのようなフィルムシートにレタリングで◯とか線を貼り付けてパターンを作り、ガラスで挟んで日なたで焼き付けていました。
しかし日なたでガラスを挟んでじっとしているのは、手が疲れるし、特に暑い時期は大変でした。
そのガラスだって、完全に平らだと思い込んで疑いもしませんでしたが、実際には歪んでいるのです。フィルムが基板に密着しないから、そこだけぼやけてしまってパターンがうまくできなかったりしました。
基板をあらかじめ必要なサイズに切るのは暗室での作業になるのだけど、そんな暗い場所で寸法をとってまっすぐ切るなんて大変。定規などで感光膜に傷をつけたりしました。
少々の無駄は考えず、サンハヤトのカットサイズそのままでとりあえず焼き付けてエッチングし、あとで切れば良かったのでしょう。
のちに社会人になってから、真空式のクランプ、ロボライト(電動で光源が往復)、エッチング槽などを揃えました。
ドリルは最初、イマイ?のボール盤キットを作って使いました。のちにサンハヤトのを買ったような。
それでようやくCADの出番になってきます。
I/O(雑誌)を見ると、X68000用だけれど基板設計ソフトが有り、このためだけにX68000を買おうかと迷った時期もありました。
そして当時のエレクトロニクスライフという雑誌に、KBANというフリーソフトが付属していました。これで基板のパターンが引けるという。こりゃあいい。
今のCADみたいに回路図とパターンが連動するとかそんなのじゃないです。穴や線が画面上で編集できるようになっただけ。それでも、手作業をしていた頃を思えば格段の差でした。
MS-DOS版でサクサク動いていたと記憶しています。これで雑誌に投稿する基板のパターンを描いたんじゃなかったかな。
ところが世の中はWindowsに移行、MS-DOSモードなら従来のKBANも使えたが、後にそれも難しくなり・・・
PCBEというフリーソフトが登場して、これを使うようになりました。
かなり複雑な基板もこれで描いて作れるようになり、しかもガーバーデータ出力で基板メーカーに製作依頼もできるようになりました。
しかし回路図と連動していない為、回路図のコピーをとって配線の済んだところを赤鉛筆で塗りながらという原始的なやり方で不便!
ようやくここでEagleと出会い、無料版では基板サイズの制限は有るものの、まともなCADでした。
使い方が最初ぜんぜんわからず、自分は覚えるのが苦手ですぐに忘れてしまいます。
解説書を買ってきて、さらに和訳の説明書も買って、ひとつひとつ手順を追って試すことを延々とやっていました。
その手順が確認できたら、紙に書いて目の前に貼っていました。
操作手順を全然覚えられないから、その紙を見ながら操作することを繰り返し、相当な時間をかけてようやく覚えてきました。
思い切って十数万円出して買ったのは、2005年頃だったか? ところが実際に本格的に使い始めたのは2007年頃からじゃなかったかな。何しろ使い方がわからなくて苦戦していた頃です。
KiCADを知ったのは2009年頃か、当時はよく覚えていませんがそれほど完成度は高くなかったような気がします。
いまでは十分すぎるぐらいでしょう。じつはそれほど使っていませんが、Eagleのファイルが読み込めるので、過去の回路図やライブラリの移行なんかもできるのかなと思います。
塗りむらが有るとそこだけ欠けたり、虫食いみたいになってしまうので、ペンをトントントンと軽く叩くようにしてインクを厚く載せていました。
その回路の抵抗値などをどうやって決めるかというレポートが大変だったのを覚えていて、全てについて計算式を書いていました。当時は、じつはあまりよくわかっておらず、特に苦手な数学の世界。
その前に、中学生の頃に買ったサンハヤトのキットは確かPK-3
シール式の台紙が有り、銅箔基板に貼り付ける。パターンを作りたい所をナイフで切り抜く。
切り抜いた凹みへ、ペンキのような液体を流し込んで乾燥させる。シールを剥がすと、パターンを残したい所だけペンキで保護されるから、ペンキのついていないところはエッチングで溶けてなくなる。あとはシンナーでペンキを除去して、銅箔を磨いてフラックス塗り乾燥させれば完成。
理屈は良いけど、実際にはあれこれ失敗したり、大雑把なパターンぐらいで細かいのは難しく、早々にあきらめてペンで直接描くようにしたような記憶です。
うまく切り込めずにシールが引っ張られる形でズレたりとか、角の切残しとか。
同じ基板を複数作りたかったら感光基板で、トレーシングペーパーのようなフィルムシートにレタリングで◯とか線を貼り付けてパターンを作り、ガラスで挟んで日なたで焼き付けていました。
しかし日なたでガラスを挟んでじっとしているのは、手が疲れるし、特に暑い時期は大変でした。
そのガラスだって、完全に平らだと思い込んで疑いもしませんでしたが、実際には歪んでいるのです。フィルムが基板に密着しないから、そこだけぼやけてしまってパターンがうまくできなかったりしました。
基板をあらかじめ必要なサイズに切るのは暗室での作業になるのだけど、そんな暗い場所で寸法をとってまっすぐ切るなんて大変。定規などで感光膜に傷をつけたりしました。
少々の無駄は考えず、サンハヤトのカットサイズそのままでとりあえず焼き付けてエッチングし、あとで切れば良かったのでしょう。
のちに社会人になってから、真空式のクランプ、ロボライト(電動で光源が往復)、エッチング槽などを揃えました。
ドリルは最初、イマイ?のボール盤キットを作って使いました。のちにサンハヤトのを買ったような。
それでようやくCADの出番になってきます。
I/O(雑誌)を見ると、X68000用だけれど基板設計ソフトが有り、このためだけにX68000を買おうかと迷った時期もありました。
そして当時のエレクトロニクスライフという雑誌に、KBANというフリーソフトが付属していました。これで基板のパターンが引けるという。こりゃあいい。
今のCADみたいに回路図とパターンが連動するとかそんなのじゃないです。穴や線が画面上で編集できるようになっただけ。それでも、手作業をしていた頃を思えば格段の差でした。
MS-DOS版でサクサク動いていたと記憶しています。これで雑誌に投稿する基板のパターンを描いたんじゃなかったかな。
ところが世の中はWindowsに移行、MS-DOSモードなら従来のKBANも使えたが、後にそれも難しくなり・・・
PCBEというフリーソフトが登場して、これを使うようになりました。
かなり複雑な基板もこれで描いて作れるようになり、しかもガーバーデータ出力で基板メーカーに製作依頼もできるようになりました。
しかし回路図と連動していない為、回路図のコピーをとって配線の済んだところを赤鉛筆で塗りながらという原始的なやり方で不便!
ようやくここでEagleと出会い、無料版では基板サイズの制限は有るものの、まともなCADでした。
使い方が最初ぜんぜんわからず、自分は覚えるのが苦手ですぐに忘れてしまいます。
解説書を買ってきて、さらに和訳の説明書も買って、ひとつひとつ手順を追って試すことを延々とやっていました。
その手順が確認できたら、紙に書いて目の前に貼っていました。
操作手順を全然覚えられないから、その紙を見ながら操作することを繰り返し、相当な時間をかけてようやく覚えてきました。
思い切って十数万円出して買ったのは、2005年頃だったか? ところが実際に本格的に使い始めたのは2007年頃からじゃなかったかな。何しろ使い方がわからなくて苦戦していた頃です。
KiCADを知ったのは2009年頃か、当時はよく覚えていませんがそれほど完成度は高くなかったような気がします。
いまでは十分すぎるぐらいでしょう。じつはそれほど使っていませんが、Eagleのファイルが読み込めるので、過去の回路図やライブラリの移行なんかもできるのかなと思います。
落雷と接地抵抗
2025.08.08
先日、雷が何度か鳴りましたが、停電もなく無事でした。
親から聞いた話だと、風呂に入っている時に落雷で感電したというのです。
それと、どこからの話かわからないが、台所で洗い物をしている時に落雷して感電したという話も。興味深い話ですが経験したくはないです。
水道管が金属の場合は当然として、塩ビ管の場合でも水を伝ってくるのかなと思います。
地面に埋まっていればアースだろう、感電しないだろうと思いがちですが、接地抵抗が低いとは限りません。接地抵抗の分だけ、それは電位差となって出てきます。
要するに、アースに対して抵抗があるから、大電流が流れ込めば高い電位差となるわけです。
ご参考(フランクリン・ジャパンのサイトより)
ttps://www.franklinjapan.jp/raiburari/knowledge/safety/54/
たとえば接地抵抗10Ω以下というのは、当然アース棒を打ち込んだぐらいでは無理です。アース棒では数百Ωにはなります。水をかけたり、何本も打ち込んで並列にしたり頑張ってもなかなか・・・
昔、学校で電気工事の勉強をしていた時、グラウンドに出て接地抵抗計の電極を打ち込み、実際に抵抗値を測定しました。小便でもかけたら劇的に下がるかなと妄想したけど、さすがに人目があるのでやめました。
それから、ずいぶん昔の話ですが、車で走っている時に落雷に遭遇しました。ひょっとしたら自分の車に落ちたかもしれません。
ひどい雨が降っていました。周囲は畑ばかりの開けた場所の道路でした。
いきなり周囲が真っ白になって、ドーンという音が聞こえました。
雨がひどくて周囲が見えにくい時だったから、その瞬間そして直後、前後の車にぶつからなかっただろうかと、そればかり気にしていました。
親から聞いた話だと、風呂に入っている時に落雷で感電したというのです。
それと、どこからの話かわからないが、台所で洗い物をしている時に落雷して感電したという話も。興味深い話ですが経験したくはないです。
水道管が金属の場合は当然として、塩ビ管の場合でも水を伝ってくるのかなと思います。
地面に埋まっていればアースだろう、感電しないだろうと思いがちですが、接地抵抗が低いとは限りません。接地抵抗の分だけ、それは電位差となって出てきます。
要するに、アースに対して抵抗があるから、大電流が流れ込めば高い電位差となるわけです。
ご参考(フランクリン・ジャパンのサイトより)
ttps://www.franklinjapan.jp/raiburari/knowledge/safety/54/
たとえば接地抵抗10Ω以下というのは、当然アース棒を打ち込んだぐらいでは無理です。アース棒では数百Ωにはなります。水をかけたり、何本も打ち込んで並列にしたり頑張ってもなかなか・・・
昔、学校で電気工事の勉強をしていた時、グラウンドに出て接地抵抗計の電極を打ち込み、実際に抵抗値を測定しました。小便でもかけたら劇的に下がるかなと妄想したけど、さすがに人目があるのでやめました。
それから、ずいぶん昔の話ですが、車で走っている時に落雷に遭遇しました。ひょっとしたら自分の車に落ちたかもしれません。
ひどい雨が降っていました。周囲は畑ばかりの開けた場所の道路でした。
いきなり周囲が真っ白になって、ドーンという音が聞こえました。
雨がひどくて周囲が見えにくい時だったから、その瞬間そして直後、前後の車にぶつからなかっただろうかと、そればかり気にしていました。
電線に尿、感電するか
2025.08.07
陸橋から見下ろすと、その下に電車の線路と架線
もし、この架線に向かって小用をしたら、それを伝って感電するだろうかと・・・試すのは止めておきましょう。こんなことで終わってしまうと末代まで語り継がれます。
漫画だと、よく点線で描かれています。水がつながって一本になっていれば、電線の代わりになるはずです。
人体から排出される液体は、塩分などを含んでおり、真水よりは導電性が高いと思われます。
理科の実験として行うなら、塩水を入れた容器をスタンドの上にセットして、水量を加減できるようにコックをつけて、水の出方が直線になるようにする。
そのコックの所と、水が落ちる所の両方に電極板を置き、その間の抵抗値を測定する。
こんな感じでしょうか。
高電圧は直接触れなくても、ある程度の距離で放電してしまいますので、電車のような高電圧になると条件が変わってくるでしょうけど。

これは浜松町駅のホームにある銅像です。昔、行った時に撮影したので現在では様子が変わっているかも?
もし、この架線に向かって小用をしたら、それを伝って感電するだろうかと・・・試すのは止めておきましょう。こんなことで終わってしまうと末代まで語り継がれます。
漫画だと、よく点線で描かれています。水がつながって一本になっていれば、電線の代わりになるはずです。
人体から排出される液体は、塩分などを含んでおり、真水よりは導電性が高いと思われます。
理科の実験として行うなら、塩水を入れた容器をスタンドの上にセットして、水量を加減できるようにコックをつけて、水の出方が直線になるようにする。
そのコックの所と、水が落ちる所の両方に電極板を置き、その間の抵抗値を測定する。
こんな感じでしょうか。
高電圧は直接触れなくても、ある程度の距離で放電してしまいますので、電車のような高電圧になると条件が変わってくるでしょうけど。

これは浜松町駅のホームにある銅像です。昔、行った時に撮影したので現在では様子が変わっているかも?
電線の色分け
2025.08.03
電気と電子の違い(分野の違い)は、電線の色分けにもみられる。
たとえば電池ボックスの配線は赤(+)、黒(-)になっているように、一般の電子回路では赤、黒の色分けとなる。(電圧が何系統もあったら、それぞれの色は違えるけれど。)
一方、
電気工事の屋内配線では、交流なのでプラス・マイナスというのは変だけど、
黒(非接地側)、白(接地側)となる。
黒がマイナスとかアースではない。
電子回路に馴染んでいると、たまに混乱してしまう。
非接地側というのも微妙な言い方だし、言いにくい。
単相3線式は赤・白・黒となる。白は中性線
たとえば電池ボックスの配線は赤(+)、黒(-)になっているように、一般の電子回路では赤、黒の色分けとなる。(電圧が何系統もあったら、それぞれの色は違えるけれど。)
一方、
電気工事の屋内配線では、交流なのでプラス・マイナスというのは変だけど、
黒(非接地側)、白(接地側)となる。
黒がマイナスとかアースではない。
電子回路に馴染んでいると、たまに混乱してしまう。
非接地側というのも微妙な言い方だし、言いにくい。
単相3線式は赤・白・黒となる。白は中性線
丸い基板
2025.08.02
丸い(円形)の基板は製作可能か。
もちろん製作可能です。
特に前職ではLED照明器具ばかり作っていたので、円形基板を作る機会は多かったのでした。
基本的には、描いた通りの外形で製作できると考えて良し。
卵でもだるまでも星型でも良い。
但し、量産時には要注意です。
円形の基板1枚をそのまま実装機にかけることは普通できません。
実装機にはガイドレールが有り、そこに基板を載せて移動させます。
従って、四角い基板でないと通せません。
円形そのままではダメです。
絵を描くとわかりやすいけど、実例もあるけど、自分のフォルダからひっぱってくるのが面倒なので省略します。
両サイドに捨て板を付けます。ガイドレールに載せる為です。
それとルーターカットで切り込みを入れたり、ミシン目やVカットで折って、実装後に円形の基板が取れるようにします。ここは工夫次第です。
全体はH字のようにして、真ん中の棒にあたる部分に円形があって、それだけだと2点で折れそうだから縦棒2本と円形のスキマを基板でつないで、ミシン目などで後で折れるようにする。
外形がキレイに円形にならないといけないという制約はないと思います。筐体に組み込めれば良いわけで、ミシン目などで折った部分が汚くても構わないでしょう。
四角い基板でも、小さすぎたらダメです。落ちてしまいます。それに、個片1個ずつ流すのは実装の効率が悪いです。
実装機に通すには、面付をします。板チョコのような感じです。
1枚のパネル(シート)基板に複数の個片を並べるのを面付といいます。
そもそも、なんで円形の基板が必要か?と考えてみると、筐体が丸いから、というのが多かったような記憶。
でも・・・四角でも良くないか。四角でいける場合もあります。経験上。
面積をいっぱいいっぱい使って、角を落とすのも有りです。
一応、検討してみる必要があります。
最初の筐体が丸かったから、基板も丸くして作ったけど、後に筐体が四角になった。その時に基板はそのまま使えるから使った。そんな実例も経験しました。
自分が入る前だったから、経緯は知らなかったけど、後で改良検討する中で気付いた次第です。
そこで四角の基板を設計して、そのまま実装機に通せるようにしました。が・・・結局採用されず。
従来は別置だったLEDドライバ回路も一緒に載せて、ただ電源をつなぐだけで使えるようにしたのに、頭コンクリなトップのせいで・・・幻に終わりました。
もちろん製作可能です。
特に前職ではLED照明器具ばかり作っていたので、円形基板を作る機会は多かったのでした。
基本的には、描いた通りの外形で製作できると考えて良し。
卵でもだるまでも星型でも良い。
但し、量産時には要注意です。
円形の基板1枚をそのまま実装機にかけることは普通できません。
実装機にはガイドレールが有り、そこに基板を載せて移動させます。
従って、四角い基板でないと通せません。
円形そのままではダメです。
絵を描くとわかりやすいけど、実例もあるけど、自分のフォルダからひっぱってくるのが面倒なので省略します。
両サイドに捨て板を付けます。ガイドレールに載せる為です。
それとルーターカットで切り込みを入れたり、ミシン目やVカットで折って、実装後に円形の基板が取れるようにします。ここは工夫次第です。
全体はH字のようにして、真ん中の棒にあたる部分に円形があって、それだけだと2点で折れそうだから縦棒2本と円形のスキマを基板でつないで、ミシン目などで後で折れるようにする。
外形がキレイに円形にならないといけないという制約はないと思います。筐体に組み込めれば良いわけで、ミシン目などで折った部分が汚くても構わないでしょう。
四角い基板でも、小さすぎたらダメです。落ちてしまいます。それに、個片1個ずつ流すのは実装の効率が悪いです。
実装機に通すには、面付をします。板チョコのような感じです。
1枚のパネル(シート)基板に複数の個片を並べるのを面付といいます。
そもそも、なんで円形の基板が必要か?と考えてみると、筐体が丸いから、というのが多かったような記憶。
でも・・・四角でも良くないか。四角でいける場合もあります。経験上。
面積をいっぱいいっぱい使って、角を落とすのも有りです。
一応、検討してみる必要があります。
最初の筐体が丸かったから、基板も丸くして作ったけど、後に筐体が四角になった。その時に基板はそのまま使えるから使った。そんな実例も経験しました。
自分が入る前だったから、経緯は知らなかったけど、後で改良検討する中で気付いた次第です。
そこで四角の基板を設計して、そのまま実装機に通せるようにしました。が・・・結局採用されず。
従来は別置だったLEDドライバ回路も一緒に載せて、ただ電源をつなぐだけで使えるようにしたのに、頭コンクリなトップのせいで・・・幻に終わりました。