ユニバーサル基板への組み替え｜ブレッドボードの回路を基板にはんだ付けする手順と配線のコツ

ブレッドボードで組んだ回路が思いどおりに動くと、そのまま机の上に置いておきたくなります。ただ、ブレッドボードは部品を差し込んでいるだけなので、持ち運ぶと線が抜けたり、接触が悪くなって急に動かなくなったりします。長く使いたい回路は、ユニバーサル基板にはんだ付けして形にしておくと安心です。

ユニバーサル基板は、等間隔に穴が並んだだけの汎用の基板です。どの穴に何を置き、どうつなぐかを自分で決められる反面、最初は「どこから手をつければよいのか」で迷いがちです。この記事では、乾電池やUSBで動く低電圧の回路を前提に、基板の選び方、配置図の描き方、部品を付ける順番、配線のしかた、通電前の確認と失敗の直し方までを順に紹介します。

ブレッドボードとユニバーサル基板の違い

ブレッドボードの内部には金属の板ばねが入っていて、縦や横の決まった列の穴どうしが最初からつながっています。部品の足を差すだけで回路ができるので、試作や実験には向いています。一方で、接点はばねで押さえているだけなので、振動や抜き差しの繰り返しで接触が不安定になります。

ユニバーサル基板は、絶縁の板に穴が並び、穴のまわりに銅の「ランド」が付いたものです。部品の足を穴に通し、ランドとはんだで固定してつなぎます。はんだで金属どうしを結ぶため、つながりが安定し、小さくまとめることもできます。そのかわり、部品を外すにははんだを溶かす必要があり、気軽な組み替えはしにくくなります。

つまり、ブレッドボードで動作を確かめてから基板に移すという順番が、もっとも失敗の少ない進め方です。動かない回路を基板に組むと、配線の間違いなのか、回路そのものの問題なのかが分からなくなります。基板に移す前に、ブレッドボードの上で最後まで動くことを確かめておきましょう。

はんだ付けそのものがまだ不安な場合は、先にはんだ付けの基本で、こての温め方や、富士山の形に盛るはんだの量を練習しておくと、基板の作業に集中できます。

ユニバーサル基板の種類と選び方

ユニバーサル基板と呼ばれるものにも、いくつかの種類があります。違いは主に、ランドのつながり方と、板の素材です。

ランドのつながり方

もっとも基本的なのは、穴ごとにランドが独立している「単独ランド」の基板です。どの穴どうしもつながっていないので、配線をすべて自分で作ります。自由度が高く、回路と配線の対応を理解しやすいのが利点です。

ほかに、数個の穴が帯状につながった「ストリップ」型や、ブレッドボードと同じ並びでランドがつながった基板もあります。ブレッドボードと同じ並びの基板は、部品をほぼ同じ位置に差し替えるだけで移せるので、移植を手早く済ませたいときに便利です。ただし、つながっている列の途中で回路を分けたいときは、銅のパターンを切る必要があり、少し工夫がいります。

板の素材と片面・両面

板の素材は、茶色っぽい紙フェノールと、緑色などのガラスエポキシが代表的です。紙フェノールは安価で加工しやすい一方、熱を当てすぎるとランドがはがれやすい傾向があります。ガラスエポキシは丈夫で熱に強く、ランドもはがれにくいので、はんだ付けに慣れていない人にも扱いやすい素材です。

また、片面だけにランドがある基板と、両面にランドがあり穴の内側までめっきされた基板があります。両面スルーホールの基板ははんだがしっかり乗り、部品を外すときにも穴が傷みにくいですが、価格はやや高めです。

穴の間隔は、多くの部品の足の間隔に合わせた2.54mm（0.1インチ）のものが一般的です。ICやピンヘッダーもこの間隔に合わせて作られているので、最初はこの間隔の基板を選んでおけば困ることはほとんどありません。大きさは、配置図を描いてから決めると、無駄なく選べます。迷ったら、少し余裕のある大きさを選び、後で切って使う方法もあります。

用意する道具

はんだごてとはんだのほかに、基板の作業ではいくつかの道具があると便利です。部品の足を切るニッパー、線を曲げるラジオペンチ、細かい部品や線をつまむピンセット、はんだ面を確かめるルーペ、配線を確かめるテスターがあれば、ひととおりの作業ができます。基板を挟んで固定できる小さな台（基板ホルダー）があると、両手が使えて作業が安定します。

はんだ付けの最中には煙が出るので、窓を開けるなど換気をしながら作業します。切った足の切れ端は飛びやすいので、指で押さえながら切るか、切る方向を自分から外して、目に入らないように気をつけましょう。