はじめにこの説明をはじめる前に、Pads-Performの取り扱い説明書が基板製作室においてありますので、参照してください。

このスライドは補足説明を行います。説明書と併せてご覧ください。

基板を描く Pads-Perform
基板を描いてみよう。
アートワークと呼ばれる電気の美的側面を体験してみよう！

アート・ワークとはまずはじめに、アートワークの説明からはじめましょう。回路図を参照しながら、必要とされる最小限の大きさを持った基板のなかに、導体である銅箔パターンを引っ張る作業のことを指しています｡電気回路とは一風違った雰囲気で作業が進行することから、このような名前がついたと思われます｡

昔はすべて手作業による職人仕事でしたが、現在はＣＡＤを用いて配線作業を行うことができます｡何回でも繰り返しながら変更と調整ができますので、初めての方でも容易に基板作成を楽しむことができるようになっています｡
均整の取れたパターンは、電気的にも良好な特性を示し、かつ外観上も美的要素が盛り込まれ、鑑賞ができるほどのものになります｡
是非とも何回も書き直し、納得できうる基板を作成してください｡

覚えてほしい寸法単位
PADSアプリケーションやその他の基板作成CADでは、ミル という寸法単位が良く用いられます｡
ミリではありませんので念のため｡このミルという単位を使っている部品は特に電気製品で多く、あらためて周りにある家電製品の寸法調べをして納得したりします｡

１ミルは･･･

０．０２５４mm
即ち１／１，０００インチのこと

単位はmil100mil

ご存知標準サイズのDIP IC 各ピン間ピッチは100milです。
即ち2.54mm
ノギスを使って確認しておくといいですよ｡（２．５４ｍｍ）

この単位は電子部品の製造が始まった米国より入ってきた単位です｡今から３０年前では、ミリ寸法の部品もあったのですが、テキサス・インスツルメンツ社をはじめとする各種 ＩＣ が入ってきて、ミル寸法単位が一般的になりました｡現在はマイクロサイズ・フラットパッケージをはじめとする日本のお家芸である「軽薄短小」 用部品にミリ（メートル） 寸法が進出しています｡

アパーチャという部品アパーチャ（アパチャーやアパーチャ−などとも呼びます)をはじめて聞かれた方も多いと思います。
これから基板のアートワークをＣＡＤで行うわけですが、このＣＡＤではガバー（Gerber）と呼ばれるデータ・フォーマットを用いて銅箔パターンや部品を挿す穴位置を表現していきます｡そのなかで使用される構成部品がアパーチャです。
円は部品をはんだ付けするドーナツとしてよく使われます｡

正方形は１番目のピンや目印としてのラウンドに使われます。

端子用に面積を増やし、強度を確保したラウンド

円を動かしてラインを引いていきます｡

フラットIC用のラウンドとして用いられる長方形

この様にアパーチャは、大きさと形状という機械加工CADとは違った要素をデータの中に盛り込むために追加された部品です｡

機能制限版CADの利用
基板作成用CADとして使用される Pads-Perform をこれから使用していきますが、プリント基板作成用CADは、私達のおなじみであるソフトウエアとは言いにくいようです｡まず第一に普通のパソコン量販店でも売っていませんので、特殊なソフトウエアといえるでしょう｡使うには下記の方法で手続きを行ってください｡

パソコンを起動し、Pads-Performを使う

夢考房４１事務所でキーを受け取る

パソコンのプリンタポートにキーを差し込む

Pads-Perform というCADを用いて通常は基板作成を行いますが、以下の制限事項以下の回路であれば、Pads-Work という機能制限版のCADを用い、キー無しで簡単に基板作成を行うことができます｡
制限される事項
１．使用する部品の種類が２０種類以下であること。
２．部品の端子数が合計２００個以下であること
３．端子間をつなぐ線が４００本以下であること。

実際の操作はPads-Perform と同じです。
部品点数が少ない回路はPads-Work を用いて基板設計を行う方が便利です。

パターンは自らの手でプリント基板作成CAD Pads-Perform には、便利な機能として自動配線機能があります｡しかし、これを使ってもなかなか機能的に満足の行く基板を作成することはできません。以下の注意事項を参考に、自分オリジナルの基板を作成してください｡

表裏にまたがるパターンは頻度を少なく出発点

目的地

ジャンパー線を多くしない×○

細く長くより太く短く

電源
基板中にパターンを回さない
入力
このCADでは、２層（両面） 基板までを対象として設計するように設定されています｡
なるべく片面でパターンを完結できるよう、何回もトライしてください｡

出力
電源・補助入力回路図と同じ配線にするそれでは起動してみよう
Pads-Performを起動してみましょう。 ようこそアートワークの世界へ！

ダブルクリック
すると起動

Pads-Workを起動する場合はこのアイコンをクリックします

フォルダがないときはアイコンをダブルクリック！

重要！

しばらくするとこの様になる。OKボタンをクリック！

起動すると著作権表示が出て、OKボタンをクリックすることを促されます。
エラー出力ファイル名とジョブのバックアップ・ファイル名が表示されていませんが、Pads-Logicと同様に、バックアップファイルであるpperform.job pperform.err のファイルが残っています。
Ｐａｄｓ−Ｗｏｒｋを起動した場合、ファイルはpwork.job pwork.err となります。

便利なツールボックス
Pads-Logicで扱いなれたツールボックスが、Pads-Work および Pads-Perform でも使用できます。
Tool Box
ファイルを読む

ファイルを書き出す

表示色変更

環境設定

ネット属性変更

ネットリスト表示

エラーリスト 結線以外の線を引く
表示

部品追加

カバー作成

移動

テキスト
入力

カバー
自動配線

カバー
自動配置

配線

全体表示
ｶｰｿﾙ中央

全体表示

図面移動
バー表示

終了

注記事項
１．カバー自動配線はPerformで使用可能。
（自動でカバーを結線）
２．カバー自動配置はPerformで使用可能。
（自動でカバーを配置）
３．移動コマンドは配置→移動の順でコマンドを実行。

ダイアモンド・カーソルは便利
Pads-Logicと同様に、ダイアモンド・カーソルが使用できます。
NumLock

キーを押して、その上の Num Lock LED を消すとこの機能が使えます。

全体表示

基板を下へ

カーソル
中心で拡大

基板を カーソル 基板を右へ 中心から 左へ
ズーム
書き
カーソル
基板を直し
中心で（リドロゥ） 上へ
縮小
キーボードのこの部分がダイアモンド・カーソルになる。

カーソルを中心 カーソル
として全体表示 端点からズーム

左の青色表示のボタンが有効となり、画面表示領域を切り替えて、見やすい位置でアートワークができます。

回路図を読み込む
それでは、Pads-Logicで作成したアスキーデータを読み込んで、基板を作成していきましょう。
メイン・メニュー入／出力を選択
入／出力メニューアスキーファイルを保存したドライブ・ディレクトリを指定し、ファイルをクリックしてOKボタンをクリック。

アスキー入力を選択

エラーファイルの確認
OKボタンをクリック。

読み込み完了！
部品が表示されています。
はいをクリック。

エラーが出たときは極まれにですが、アスキーデータを読み込んでいる最中にエラーが発生することがあります。
原因は Pads-Logic と Pads-Perform (Work) が参照している部品ライブラリ・データが食い違っているごとがほとんどです。

１．自分で部品を作成したが、部品外形データを作成していなかった。
２．部品外形データをロードしていない
３．部品ライブラリ・データが損傷している。
４．部品ライブラリ・データを変更した。
５．１つのパソコンにしか部品ライブラリ・データが存在していない。

この様なエラーが発生した場合は、夢考房技師まで連絡ください。
エラーが発生した場合、対象となる部品とそこに配線されている結線はロードされず、不完全な状態になっています。

基板の外形を設定する
部品が読み込まれたあとは、基板の外形を設定しましょう。やみくもに基板外形を設定しておくと、後から目的とされる基板取り付け場所に実装できないという、「悲劇」 が待ち構えています。
①基板の外形寸法をあらかじめ紙に書いておきます。
②mm寸法で書かれた数値をミル (mil) に直します。
メイン・メニューから始める。

作成を選択

mil寸法＝mm寸法
×１０００
２５．４

基板外形を選択

設定方法①s0<space>0＜Enter>で原点にカーソルが動く。
②F1を押す。(位置確定)③sxxx＜space>0<Enter>でxxx分カーソルを動かす。
④F1を押す。(位置確定)⑤sxxx＜space＞yyy<Enter>でyyy分カーソルを動かす。
⑥F1を押す。(位置確定)⑦s0<space>yyy<Enter>で左上隅にカーソルがくる。
⑧F1を押す。(位置確定)⑨s0<space>0<Enter>で原点にカーソルが戻る。
⑩F9を押す。（外形が決定する）
マウスを使っても設定できますが、ｓコマンドで精度よく仕上げます。寸法単位はmilです。間違えないように！

原点を設定しよう
基板の加工原点を設定しておきましょう。この原点は特に設定しなくても製作上の大きな不都合はありませんが、基板加工のデータを作成する際に時間がかかるなどの細かい面倒くささが出てきます。
CAD ・CAMシステムを操作する上では、是非とも覚えておいて欲しい配慮のひとつです。
前ページよりｓコマンドを使って設定を行われている方は、この原点設定は不要です。
理由は、①項のコマンド実行で基板の左下隅が原点 0,0 に設定されているからです。
メイン・メニューから始める。
設定ボタンをクリック

原点設定ボタンをクリック
原点設定方法① g1<Enter> でグリッドを 1mil に設定する。
②マウスを使って、基板外形の「左下隅」 の角にカーソルをあわせて左ボタンをクリック。
③確認のウィンドウが開くので、はい（Y）ボタンをクリック。
④原点設定完了！

部品を配置する部品を先程設定した基板外形内に収まるように、配置していきます｡どうしても収まりきらない場合は、基板外形の設定に戻って、修正ボタンをクリックし、外形を変更します｡
メイン・メニューから配置をクリック

一度ではなかなかよい配置にはなりません。配線を行ってみて、配置を換えることも必要です｡↑終わる↑現在の処理を中止↑類似部品に変更↑配置のレポートが下に表示される↑裏返して配置

移動ボタンをクリックし、部品をクリックするとメニューが変わり、右のようにいろいろな移動ができます。反転ボタンは部品が反対の面に配置されます。（色が変わります） ので注意が必要です｡↑９０度右回りに回転させる

配置ボタンをクリックし、グリッドを設定します。
g50<Enter>で50milグリッド（通常）g25<Enter>で25milグリッド（チップ部品）
g100<Enter>で100milグリッド（広め）ねずみの巣(ラッツ・ネスト)
部品の配置は、思い通りにいきましたか｡部品配置を行っていく途中で、部品を移動しても切れない不思議な赤い線が気になったはずです。この線は未結線状態の配線をあらわしており、通称ラッツ・ネスト（ねずみの巣） と呼ばれています｡これを見ながら、なるべく交わらないように部品配置を変更しておくと、後からの配線が非常に行いやすくなります｡

このラッツネストをみると、線の太さまではわからないものの大体の配線状況は把握できます｡
部品を移動させた場合、ラッツネストは部品間の最小の距離で現されます｡
このため、一時的に結線がなくなったように（あるいは増えたように） 感じられるかも知れませんが、ソフトウエアが自動的に行ってくれますので、安心して作業してください｡
また、部品を早く移動させてもこのラッツネストは切れませんのでご安心を。

組み立てることも考えて･･･
いろいろ細かいことに口をはさみますが、この時点で、後から組み立てる場合のことも考えておきましょう。
下記事例を参考に、なんといっても組み立てやすい基板が最高ですから｡

ばらばらに配置しない混ぜて配置しない｡

搭載する部品とその値のあったものを並べていきます｡
特に方向の指定がある部品や値の似通った部品はなるべく離して配置することが、組み立てやすい基板を作成する重要なかぎとなります｡

いろんな角度で配置しない守ってほしい導体間隔パターンを作成する上で、重要な項目が導体間隔です｡どの位にするのが適切でしょうか。

どれだけの隙間がよいか｡

電気的要因
絶縁破壊強度で見ると約0.005mm／1V といわれています。
24V以下の電圧･･･ 間隙は 0.2mm 程度欲しい。
100VのＡＣ電圧･･･ 間隙は 1mm 程度欲しい

通常、２４Ｖ以下の低圧直流配線では、0.33mm くらいに合わせていることが多く、この根拠としてプリント基板のエッチング可能な最小間隔も考慮されています｡夢考房４１のエッチング・マシンでは0.2mm くらいの間隙が限界でもあります｡このことより、ＩＣのピン間（2.54mm）に 13mil の線を1本位通すことが精一杯です｡
これらは PADS-Perform （Work）でも確認ができます｡
メイン・メニューからチェック - スペーシング - クリアランスとボタンを押すことで問題箇所が×・△・□マークで示されます｡ちょうど 13mil の線 3 本分の隙間で 1 本の導体が通せる

パターンを引こう
結線を行いましょう。今までの下準備により、結線作業も楽に進むと思います｡結線を行うと、その部分の未結線表示（ラッツ・ネスト）が消えます。
配線作業は、グリッドを10mil にするとメイン・メニューから行いやすくなります。
キーボードから s10<Enter> で設定します。
配線をクリックします｡
必要に応じ、グリッドを変更することも楽に配線する手段の一つです。

配線作業を終わります︒

配線作業をそこまでにして︑一時的にその場所まで配線を引きます︒
配線の途中で︑接続先の端子に向かって直線的につなぎます︒

線を引く面を変えます︒︵通常ははんだ面に線が引かれます︶
線に角度をつけます︒︵通常では４５度と９０度のみ︶

直前の線を曲げた節を削除します︒

線の節を決定︒︵マウスの左ボタンクリックと同じ︶部品の端子にカーソルを当ててマウスの左ボタンをクリックすると配線作業を開始します。目標となるラッツ・ネストの先の端子に向かって線を引いてください。
途中、マウスの左ボタンをクリックして、節を作り、線を曲げながら配線していきます。

パターン作成のコツ
配線パターンはある種の規則性を持ってかかれています。一例をあげておきますので、参考にしてください。

５度
３１

度
４５

直角曲げはこうすればGOOD!

線は４５度以上に曲げない。
（耐電圧性低下やノイズ漏洩の原因になります)

太さを変えて配線
配線の途中、節の部分でWxxx<Enter> とすると線の太さが変わります。
なるべく太く配線します。

電流の通る経路を分散すると、配線線路のインピーダンスが低くなります。
ノイズに強い配線はここから生まれます。

共通極 （GND,＋V,−V ） は、太くして囲み配線

既製品の基板を見て真似ることも大切です。

データはこまめにセーブしよう
PADSシステム自体はかなり頑丈にできており、システムが途中でハングアップすることはまずありません。
しかし、不注意による終了によるデータ消失を避けるためにも、こまめにデータの保存を行ってください。

入／出力をクリック

Job＿出力をクリック

ファイル名入力を促すダイアログが表示されますので、ファイル名とディスク・ドライブ、ディレクトリを記入してOKボタンを押してください。

トンボ穴を追加する
基板製作において重要な事柄は、銅箔パターン (ランド) とあけられた穴の位置が同じであることです。
ところが、銅箔パターンのエッチング工程と基板の穴あけ工程が違うため、どうしても共通した位置決めのしるしが必要となります。これが通称 ｢トンボ穴｣と呼ばれている基板上のマークです。
＜メイン・メニュー＞
設計変更をクリック
Sch出力をクリック

変更出力ファ
イル名を聞いてくるのでOKをクリック。

確認してくる。
YESをクリック。
部品追加をクリック

キー入力をクリック

部品名を聞いてくる。
Target＜Enter＞と入力する。

部品記号を聞いてくる。
T<Enter>と入力する。

次のページへ続きますトンボ穴を追加するⅡ
前ページからトンボマークが出ます。基板内や周囲の場所に移動してマウスの左ボタンをクリックするとトンボマークが置かれます。この状態で置かれた部品をクリックすると、その部品がコピーされます。最低４つぐらいのトンボマークを基板の上 下 左 右 非 対 称な場所に置いてください。

トンボマークが設定された例です。
トンボ穴は基板を取り付ける穴としても使えます。

あとがき
ここまでくれば後は CAM 出力と実際の基板加工が待っています。落ち着いて、もう一度回路図から見直しておくことも、この時点では必要なことです。

よく見ながら比較し、確認しておくことが大切です。