DRCをパスした設計データを、いよいよ製造工場へ送ります。業界標準のガーバーデータの出力方法、格安基板ファブ(JLCPCB等)への発注の流れ、そして基板が届くまでの待ち時間を活用した部品調達(秋月電子・LCSC)の実務を学びます。これは、別講座で学ぶシリコン設計の「テープアウト(製造データ確定)」に相当する、ものづくりの山場です。
7.1 製造用データ(ガーバー)の出力
DRCエラーを完全にゼロにしたら、基板製造工場へ送るための業界標準フォーマットである ガーバーデータ(RS-274X形式) と ドリルデータ(穴あけ位置) を出力します。これは半導体設計における「GDSIIデータの出力(テープアウト)」と同じ、設計フェーズの最終サインオフにあたります。
KiCadの基板エディタで「ファイル」→「製造用出力」→「ガーバー(.gbr)...」を選びます。出力先フォルダを指定し、次の必須レイヤーにチェックを入れて「製造ファイルを出力」をクリックします。
F.Cu/B.Cu:表・裏の銅箔パターン(配線データ)F.Silkscreen/B.Silkscreen:部品番号や枠などの印刷(シルク)F.Mask/B.Mask:レジスト(保護被膜)。はんだ付けするパッドだけを露出させるデータEdge.Cuts:基板を切り出す外形線
続いて、同じ画面の「ドリルファイルを生成」ボタンを必ず押し、スルーホールやビアの穴あけ位置データを作ります。出力された全ファイルを1つの ZIPファイルに圧縮 すれば、入稿用データの完成です。
ガーバー(銅箔やシルク)だけを出力して、ドリルファイル(穴あけデータ)を生成し忘れる——これは初学者が非常によくやる失敗です。ドリルデータがないと、ピンヘッダを挿す穴が空いていない基板が届きます。「ガーバー出力」と「ドリル生成」は必ずワンセットで行い、両方をZIPに入れてください。
ZIPを工場へ送る前に、KiCad付属の「ガーバービューア」や、発注先サイトのプレビュー機能で、出力データを一度自分の目で確認する習慣をつけましょう。配線・シルク・外形・穴が意図通りかを、送る前に見ておけば、発注ミスを大幅に減らせます。
7.2 格安ファブ(JLCPCB等)への発注
生成したZIPファイルを、格安基板ファブ(例:JLCPCBの公式サイト)のトップページにあるアップロード領域にドラッグ&ドロップします。数秒でガーバービューアが起動し、基板の縦横サイズ(本ボードなら約18mm×33mm)が自動認識されます。
注文オプションは、基本的に標準設定のままで問題ありません(基板厚さ 1.6mm、銅箔厚 1oz、表面処理 HASL鉛フリー など)。レジスト色(基板の色)を緑から青・黒・白・赤などに変えても、小さな基板であれば価格はほとんど変わりません。配送方法を選んで発注します。
基板製造の価格・納期・最小ロット・送料・キャンペーン、そして製造能力(最小配線幅・クリアランス等)は頻繁に変わります。本テキストの記述(5枚で数百円など)はあくまで執筆時点の目安です。実際に発注する際は、必ずJLCPCBなど各社の公式サイトで最新の見積もりと製造能力を確認してください。第6章のDRCで使うルール値も、この製造能力に合わせます。
7.3 部品調達(秋月電子・LCSC)
基板が届くまでのリードタイム(数日~2週間ほど)を活用して、実装する部品を調達します。本ボードの部品は、確実さとコストを両立するため、次の2ルートを使い分けると効率的です。
- 秋月電子通商(国内ルート): マイコン
CH32V003F4P6本体、書き込み器WCH-LinkE、ピンヘッダなどのコア部品は、国内で即日~翌日に届く秋月電子で揃えるのが最も確実です。 - LCSC(海外一括調達ルート): JLCPCBの姉妹企業である電子部品商社LCSCでは、2012サイズのチップ抵抗・コンデンサが100個単位で数十円と非常に安価です。基板発注と同時に手配して同梱発送させると、国際送料を節約できます。
値は第2章で決めたとおりです(R1=1kΩ、R2=10kΩ、C1=100nF、チップ部品は2012サイズ)。秋月の通販コードは執筆時点のものなので、注文前に商品名でも確認してください。
| 部品 | 数量の目安 | 入手先・メモ |
|---|---|---|
| CH32V003F4P6(TSSOP-20) | 3~5個 | 秋月 通販コード 118061(予備込み) |
| WCH-LinkE(書き込み器) | 1台 | 秋月 通販コード 118065(末尾E必須) |
| チップ抵抗 1kΩ(2012) | 10個程度 | R1用(LED電流制限) |
| チップ抵抗 10kΩ(2012) | 10個程度 | R2用(SWIOプルアップ) |
| チップ積層セラコン 100nF(2012) | 10個程度 | C1用(パスコン) |
| チップLED(2012) | 5個程度 | 色はお好みで |
| ピンヘッダ 1×12(2.54mm) | 2本+予備 | J1・J2用 |
| ピンヘッダ 1×3(2.54mm) | 1本+予備 | J3用 |
書き込み器には、末尾が「E」の WCH-LinkE と、末尾なしの「WCH-Link」があります。CH32V003に書き込めるのは末尾Eの WCH-LinkE だけです(CH32V003の書き込みインタフェースは、一般的なARM用のDAPLink等では扱えません)。間違えて末尾なしを買わないよう注意してください。次章で、このWCH-LinkEを使って書き込み環境を作ります。
2012サイズのチップ部品は非常に小さく、ピンセットで掴み損ねると、本当にどこかへ飛んで行方不明になります。受動部品(抵抗・コンデンサ・LED)は、必ず予備を多めに調達してください。最小販売単位が10~100個入りのことが多いので、自然と予備は確保できるはずです。マイコン本体も、電源の逆挿しなどで壊すことがあるため、1個ではなく数個持っておくと安心です。
- ガーバーとドリルデータを出力し、1つのZIPにまとめた
- 出力データをガーバービューアで自己チェックした
- 格安ファブに発注した(またはその手順を理解した)
- 部品を予備込みで調達した(WCH-LinkEは末尾E)
基板の到着を待つ間に、次章の準備——書き込み環境の構築——を進められます。次章では、届いた基板に部品をはんだ付けし、WCH-LinkEとArduino環境で書き込んで、基板が生きているかを確認します。