KiCadでPad on Viaの基板作ってみた

KiCad で Pad on Via の基板作ってみたミソジ　2025/7/5 オープンソースカンファレンス2025 Hokkaido
#osc25do

自己紹介名前：ミソジ　@misoji_engineer ブログ: エンジニアの電気屋さん(https://misoji-engineer.com/) ハードウェアのエンジニアで、趣味でブログとか書いてます

アジェンダ   • KiCadとは    • 趣味のハードウェアの開発コンペ    • Pad
On Via    • まとめ趣味で、Pad On Via を使ったので紹介します。

KiCadとは？

KiCadとは？基板（PCB）設計ができるオープンソースのCADソフトウェア。無料で使えて、趣味のハードウェアでも良く使われています。回路図パターン設計 3Dモデル

趣味で$1以下の基板が作れます普段は簡単な2層基板　⇒　KiCadで簡単に作れる　普段は10枚で$5 (1枚$1以下)… *輸送費は別途必要

最近KiCadを使った場面 (ハードウェアの開発コンテスト)

ハードウェアの開発コンテスト趣味で、Bluetooth Audioの実装コンペに参加していました。 ▪ざっくりコンペ概要・Bluetooth LE Audio を使ったプロジェクト提案の募集・「Nordic SOC
ｎRF5340」+「NordicのPMIC」を含む・良い設計プロジェクト提案したものは、評価ボード送付 + 基板作成費用を全額サポート。 2025年 BLE Audio Design Challenge https://www.hackster.io/contests/SonicSprint Adaptive Directional BLE Audio Speaker 🤑

コンテストの指定ICが難問 Audio IC・・・めっちゃ小さい。KiCadで出来るの？プロジェクトURL: https://www.hackster.io/iotengineer22/adaptive-directional-ble-audio-speaker-2d892d Audio IC (CS47L63) 0.4mmピッチの内側ピンにどうパターン引けば…
2.7mm x 4.1mm (61pin) Cirrus Logic CS47L63 Audio IC

Pad on Via

KiCadで回路図・パターンを引く ▪簡単な2層基板では対応できない、高密度IC。　 →「6層基板」 + 「Pad on Via」をKiCadでパターン設計する　高密度ICでも、オープンソースのKiCadで何とか出来る
パターン (6層) 回路図 KiCadデータ:　https://github.com/iotengineer22/Sonic-Sprint

Pad on Via (Via in Pad) ▪「Via」の上に「ICのPAD」を置く。　⇒内側のピンにもパターンが引ける　手動で0.4㎜ピッチのViaを配置していく

細かい設定とか別途必要 ▪Viaを「樹脂」穴埋めする必要穴埋め、Via径・パッド径などを設定していくブログ記事:https://misoji-engineer.com/archives/pad-on-via-kicad.html ▪ICに合わせた、Pad On Viaの形状

何とか出来た！けど… (Pad on Via のデメリット)

納期 ▪難しい基板ほど、作成納期が長くなります。　普段の2層≒1日 ⇒ 6層+Pad On Via≒12日　　*生板作成のみ • 基板製造:
約12日 • 基板実装: 約2週間 • 配送: 約5日 ⇒発注～納品まで約1か月普段の約10倍

コスト・費用 ▪層数増やす + Pad on Via ⇒コスト半端なく高くなります　普段の2層≒$1　6層+Pad On
Via≒$90　　*生板のみ 2層基板…≒$1 6層+ Pad on Via…≒$90 5枚作成 ≒$450 実装・部品代 ≒$410 　　⇒合計≒$860 普段の約90倍

色々大変だったけど… 無事IC・基板が動いて、Bluetooth LE Audio 実装　⇒OK！ Zephyr(RTOS)で動いています https://www.zephyrproject.org/ 動画URL:https://youtu.be/sZ_NohyZeC0　

まとめ

・0.4mmピッチBGAなど高密度なICが実装できます。　(SOCやAudio ICとも相性が良いです) ・オープンソースで無料のKiCadで動作できました。　(誰でも回路・基板設計ができます) ・良かったらハードウェアの開発コンペ参加してみませんか！　(苦行だけど基板作成費用や評価ボードのサポートある場合も...) まとめ KiCad +
Pad on Via の基板、無事動きました。

最後にご清聴ありがとうございました。

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