品質を犠牲にせずにPCB組立コストを削減する6つの効果的な方法

多くのエンジニア、特に初心者は「最も安いPCB実装サービスはどこで見つかりますか？」や「PCB実装コストをどうやって下げればよいですか？」といった質問をします。正直に言うと、「最も安い」PCB実装サービスというものは存在しません。低価格だけを追い求めてPCB実装の品質を軽視する人たちのプロジェクトは、低品質なプリント基板が原因で失敗する可能性が非常に高くなります。PCB実装業者は、より多くのビジネスを獲得し利益を上げるために、常に基板実装コストを削減する方法を模索していますが、価格は業者ごとに異なります。私たちは強く、あなたが…組立品質、カスタマーサービス、コストのバランスが最も優れたPCB実装業者優先すべきは、組立コストを削減するために回路設計を調整することであり、そのうえで予算内で総合的なサービスが最も優れた適切なPCB組立業者を選定する必要があります。ここでは、高品質を確保しつつPCB組立コストを削減する6つの効果的な方法について説明します。

方法1：信頼できる、プロフェッショナルで「低コスト」なPCB実装業者を見つけること。

ほとんどすべてのPCB組立サービスプロバイダーは、コストパフォーマンスの高いサービスを提供すると宣言していますが、その中のすべてが自らの主張どおりのサービスを提供しているわけではありません。まず最初に、自分のプロジェクトの要件と予算を十分に把握し、そのうえでインターネット、雑誌、または展示会を通じて、各アセンブラーについて徹底的に調査する必要があります。多くの時間と労力を要しますが、その価値は十分にあります。PCBアセンブラーを調査する際には、必ず次の点を網羅するようにしてください。

•証明書

認証は、PCBアセンブラーの製造能力と、それが順守している管理規定を正確に保証するものであり、必要な認証には ISO9001、RoHS、UL などが含まれます。ISO9001 は国際的な品質マネジメント規格およびガイドラインの体系であり、製品やサービスの品質を効率的かつ効果的に向上させることで、世界中の企業や組織が顧客のニーズと期待に応え、さらにはそれを上回る能力を高めることを目的としています。RoHS は「Restriction of Hazardous Substances（有害物質使用制限）」の略称であり、環境保護の観点から、電子・電気機器の製造における 6 種類の有害物質の使用を制限する一連の法律を指します。プリント基板および電源装置に適用される UL 認証サービスでは、製造業者は製品トラブルを最小限に抑えるため、正しい手順に従って製品を厳格に試験することが求められます。

•装備

最新の設備は、高い効率と高品質な組立に貢献します。SMT（表面実装技術）の発展と普及に伴い、SMT実装装置は、部品の高精度な実装およびその高い生産スピードと密接に関係しています。

•部品調達

長年にわたるPCB業界での経験に基づき、私たちは、プロセス各段階の連携不足により、プリント基板製造の段階でしばしば多くの時間とコストが失われていることに気付きました。時間とコストを削減するために、私たちは、次のようなサービスを提供するPCBアセンブラーとの協業をお勧めします。部品調達その結果、お客様はプロジェクトの設計や改良に専念でき、アセンブラーには得意分野である「安価で優れた部品の調達」と「それらを基板へ実装する作業」を任せることができます。PCBアセンブラーが競争力のある部品調達能力を備えているかどうかを判断する方法については、本記事の後半で解説します。

これらの側面に加えて、信頼できるPCB実装業者を選定する際には、見積率、リードタイム、価格、製造能力、最小発注数量なども考慮する必要があります。これらの側面のいくつかについては、以下の段落で説明します。

世界の電子回路は米ドル建てのシステムに基づいていることは特筆に値し、そのため各国間の費用には、人件費を除いてほとんど変動がありません。人件費は国ごとに大きく異なるためです。したがって、米国や欧州に拠点を置くPCB組立業者は、中国のような人口の多い発展途上国の業者と比べて、価格面での優位性があまりありません。

完璧に適合するPCB組立業者を選定することは非常に複雑なプロセスであり、これらの要素のうち一つまたは二つだけを重視するのは一面的に過ぎるため、それらを総合的に考慮する必要があります。

方法2：低コスト重視に基づくベアPCBの回路図設計の最適化

実際の製造に入る前の最初のステップは、回路が正常に実装できるかどうかを確認することであり、これを DFM チェックと呼びます。多くの PCB 実装業者は無料DFMチェック組立コストを削減するために信頼できるサービス。

ベアPCBのコストに影響を与える要因は、次の図に示されています。

ベアPCBのコストを削減するために、各要素ごとに対策を講じることができます。

•レイアウト数

PCB のコストは層数の追加とともに増加します。つまり、1 枚の回路基板の層が多いほど、価格も高くなります。

•ヴィアテック

ブラインドビア、ベリードビア、さらにはマイクロビアを含むビアは、基板上の相互接続を構築するうえで重要な役割を果たします。一般的に言えば、ビアの数が多いほど、またビアの径が小さいほど、PCB のコストは高くなります。したがって、必要な機能を十分に確保しつつ、ベア PCB のコストを削減するために、ビアの数を慎重に配置・検討する必要があります。

•サイズと形状

回路基板は、整然として機能的になるように設計されるべきです。PCB のサイズは、PCB 実装業者が保有するマウンター設備の要件に対応していなければならず、すべての機能を実装でき、かつ適度なスペースを考慮した正確な設計である必要があります。必要に応じてパネル化を推奨します。しかし、現代の電子機器の高密度化および複雑化に伴い、小型 PCB であっても比較的複雑になり得ます。小型であることが、そのまま低コストにつながるわけではありません。

形状もまた、PCB の価格に影響します。基本的に、正方形や長方形といった標準的な形状は低価格につながりますが、特殊な形状は高価格につながります。

•表面仕上げ

パッドの酸化を防ぐことで、表面処理は優れたはんだ付け性と電気的性能を確保するのに役立ちます。さまざまな種類の表面処理（HASL、OSP、ENIG、ENEPIG など）にはそれぞれ長所と短所があるため、製品の要件に基づいて最適な表面処理タイプを選択してください。

実際のところ、ベアPCBのコストは、最終価格にわずかな変動をもたらし得るさまざまな要素が総合的に影響して決まります。これらは当社の長年にわたる製造および実装の経験に基づく一部のヒントに過ぎず、さらに多くのヒントはお客様ご自身のご経験から得られることでしょう。

方法3：効果的で完全なBOMを準備する

BOM（Bill of Materials、部品表）は、製品を製造するために必要な原材料、部品、アセンブリおよびサブアセンブリ、コンポーネントなどを網羅的に列挙した一覧です。Gerberファイルを作成するよりもBOMを作成する方がはるかに簡単だと思うかもしれませんが、実際にはGerberファイルよりもBOMの方でミスが多く発生しがちであることが分かっています。

完全なBOMには、部品番号、メーカー名、リファレンスデザイン、数量、説明、ケース/パッケージ、SMT方式、表面/裏面、ポイント/フットプリント、コメント/備考、BOMレベル、コメント/備考など、PCBAに必要な項目が含まれている必要があります。通常、PCBアセンブラーは自社専用のBOMテンプレートを持っておりBOM作成ガイドラインこれに必要事項をご記入いただくことで、お見積り手続きを迅速に進めることができます。

BOM に代替部品を追加しておくことを強くお勧めします。エレクトロニクス分野は非常に速いスピードで発展しており、部品は急速にアップグレードされ、旧型品は廃止されていきます。PCB 実装業者は生産終了になった部品について知らせてくれますが、その代替品を探すのに時間がかかり、その分生産も遅れてしまいます。完全な BOM と代替部品リストを用意しておけば、PCB 実装業者は 1～2 日で見積もりを出し、あなたの確認後すぐに生産を開始できます。常に先を見据え、あらゆる緊急事態に万全の準備をしておくことが重要です。

方法4：部品の調達を明確にする

小規模な企業の場合、予算やプロジェクトスケジュールを管理するのは難しくなります。このような状況では、PCBアセンブラーに依頼するほうが理にかなっています。実績のあるPCBアセンブラーは、長期的な協力関係により、正規代理店の部品ディストリビューターと友好的な関係を築いている可能性が高くなります。そのため、これらのディストリビューターから、あなたが必要とする部品を卸売価格で入手することができ、これは小売価格よりもはるかに安価です。PCBアセンブラーが正規代理店の部品ディストリビューターと真の協力関係を持っているかを評価するには、ディストリビューターからの購買請求書を提示してもらうとよいでしょう。

方法5：発注量とリードタイムを調整する

通常、注文数量は各製品の価格と反比例の関係にあります。一般的に、注文数量が多ければ多いほど、各回路基板組立品の単価は安くなります（PCB製造についても同様です）。自社の状況を考慮し、自社の注文数量（多い・中程度・少ない）を把握したうえで、自社の要件に応じたサービスを提供できるPCBアセンブリメーカーを選定してください。

リードタイムに関しては、主な問題はその算出方法にあります。PCB実装業者ごとに、リードタイムの計算方法は異なります。必ず、PCB実装業者のリードタイムの計算方法を確認してください。開始時点はどこから数えるのか？支払いをした日なのか？注文した日なのか？部品が受領された日なのか？一般的なリードタイムの基本ルールとしては、要求するリードタイムが長くなればなるほど、得られる価格は安くなるということです。

方法6：検査やテストを決しておろそかにしないこと。

コスト削減と検査・テストとの関係について、不思議に思われているかもしれません。実際のところ、検査やテストの実施はコスト増加を招きます。しかし、本記事の冒頭で説明した私たちの使命というテーマのもと、私たちは製品の高い品質を損なうことなくコストを削減することを目指しています。検査やテストは、問題やミスを事前に知らせてくれることで、高品質な製品づくりに大きく貢献する重要な役割を果たしてきました。こうしたサービスを提供できるPCB実装業者もいれば、そうでない業者もいます。製造元の工場で製品の検査やテストを行うほうが、より便利で効率的です。このような条件下では、PCB実装業者は、検査のみを扱う業者と比べて、通常はより低い検査コストを提示します。さらに、あなたの製品はあちこちに配送されて振り回される必要がなくなります。

もしプリント基板実装業者が生産ラインの最終工程で検査サービスを提供してくれる場合は、あなたの仕様に従ってテストを実施できるよう、テストジグを提供する必要があります。一般的な検査方法には、目視検査、AOI（自動光学検査) から AXI へ自動X線検査).

大量注文の場合、実施する必要があります初回品検査本格的な量産組立に入る前の最初の数個の製品に対して行います。これにより、部品の向きや極性といった問題が明らかになり、タイムリーに修正を加えることができます。時間に余裕があれば、実際の環境で動作させるために、組立業者にサンプル製品の納品を依頼することもできます。

もう一つのルールがあります。それは、「一社のPCB実装業者を生涯のパートナーとして選ぶ」ということです。もしあなたが同じPCB実装業者と5年以上取引を続けているのであれば、長年にわたって築かれた円滑な協力関係や相互の信用・信頼に基づき、今後も継続的に依存してよいと私は考えます。 しかし、もし最近そのPCB実装業者との関係がうまくいっていなかったり、ビジネスのコスト危機に直面しているのであれば、変化を起こすべき時です。本稿で述べた経験則を厳密に守ることで、あなたは判断を見直し、新たなPCB実装業者を選び直すことができます。そうすれば、品質を犠牲にすることなく、必ずコストを削減できるはずです。

この記事は、PCBCart の編集者 Dora Yang によって執筆され、元々は… に掲載されました電子設計ウェブサイト。

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