プリント基板技術アドバイザの斉藤和正と申します。

製造業はどこも厳しい状況が続いていますね。

プリント基板業界も残念ながら事業を廃止するメーカさんも出ています。

仕事がなくなる基板メーカさんには大きな問題ですが、発注者側の方にとっても
今まで基板を作ってもらえた会社がなくなるわけですから困ったことになります。

さて、どうやって新しい基板メーカを探すか？

もちろんコスト再優先ではあるけれども、品質面の心配も．．．．．。

今回ご紹介しますｅ－ｂｏｏｋは皆様のその心配にお答えできます。

　筆者はプリント基板・実装の仕事を始めてから28年になります。
大手セットメーカに23年間在籍していました。

　セットメーカの皆様に向けて、実際問題としてどのようなプリント基板を選べば良いか、
その参考になれば幸いと今回のｅ－ｂｏｏｋをまとめることにいたしました。


 筆者がセットメーカに在籍していたときは次のような業務を担当して
おりました。


　・プリント基板の設計基準、共通購入仕様書の作成
　・プリント基板の調達（国内・海外）　

　・基板メーカの認定
　・内作基板工場のプロデュース
　・内作基板を試作実装ラインでのアセンブリ
　・自分が作った基板がフィールドで問題がないかの監視

　などをやっていました。
　適用製品は公共インフラ設備など産業用機器で壊れてはならないものばかりでした。その中には業務用車載機器や鉄道通信装置なども含みます。

　23年間で累積約 50,000種以上、物量で約 360,000ｍ2以上、700万枚を超えるプリント基板に筆者がまとめたプリント基板設計基準を適用したことになります。結果的に幸いリコールなど不具合は一度もありませんでした。この実績の中には様々な製造工法と構造・基材（国内・外）のプリント基板が含まれます。また、プリント基板の製造は内作のほか、沢山の基板メーカ様とお付き合いをさせていただきました。

　これらの経験の中で、筆者はプリント基板の品質確認に、特にスルーホールの断面観察（マイクロセクション）を重視してきました。

　この方法は、今思えば、転注を含めプリント基板メーカを選ぶ時の強い武器になると考えています。

　コストダウンをするために最小限何で評価するか。断面観察（セットメーカの場合は基板メーカから提出してもらう断面観察写真）が大きく役に立つと考えます。ただし、見方などにコツがあり、日頃皆様をご支援している中で、幾度となく同じことを申している中から、それならばe-bookに纏めてもっと多くの皆様に活用してもらえればと思った次第です。また、四半世紀以上の稼動実績が出てきたことからも皆様にお伝えしても良いと考えました。

　なお、このe-bookではフレキシブル基板やビルトアップ基板などには触れず、リジッドの２層、多層基板の基本的な技術に焦点を絞ぼっています。

　今でも街角で筆者の基板設計基準で作られた製品が稼動している姿を見ると、断面観察を切り口にしたアプローチはかなり現実的であると思っております。これからは、「コストと信頼性のバランス」をより深掘りしたアプローチが必要になり、従来の一元的なスペックからいわゆる「松・竹・梅」の重み付けをした信頼性設計が必要になると考えます。それらの設計に基づいて作られたプリント基板の品質を確認するツールとして、スルーホールの断面観察が最も理にかなっていると考えています。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　小林技術事務所　小林　正　様

■「実装ものづくり」の原点

　斉藤さんは大手セットメーカの出身である。この会社は信頼性が要求される様々な電子機器を製造しているが、斉藤さんはこれら機器に使用する信頼性の高いプリント基板の調達と社内生産を20数年間ほどほとんど一手に引き受けてきた。社内工場建設時には工場計画、装置選定、据付から、壁の塗装までやったという。

　現行のプリント基板の構造や製造プロセスは基本的には40年間変わっていない。十分枯れたはずの技術である。しかしながら現実は、構造、製法とも同じで、見かけもほとんど変わらないのに、寿命2年の製品もあれば、20年間びくともしないものもあるのである。その違いはどこからくるのか。それはメーカの製造現場の「ものづくり力」の差である。

　プリント基板メーカのものづくり力を端的に反映するのは「マイクロセクション（断面観察）」である。マイクロセクションはどのプリント基板メーカでも作成しているはずであるが、作業は現場のテクニシャンまかせで、それを日々丹念にチェックする技術者は多くないと思われる。しかし、斉藤さんは永年マイクロセクションをみずから作成し、それをとことん読み解いて、現場の管理に活かし、外注先の評価を行ってきた。

　本書ではマイクロセクションの作り方のノウハウから、その読み方、活かし方まで徹底的に述べられている。豊富な断面写真には、この断面では寿命2年、これなら20年と体験に裏付けられた歯切れのよいコメントが付く。また豊富な体験に基づくプリント基板を外注する際のメーカ選定、押さえどころの記述も詳しい。

　本書は斉藤さんが永年のプリント基板のものづくりで身に付けた、借り物でない知識、体験の集大成と言えよう。プリント板、実装への熱い思いもうれしい。プリント基板や実装にかかわる若い人やプリント基板の外注にかかわる人に是非読んでほしい本である。

■プリント基板の信頼性向上のために

　プリント基板の構成は導体と絶縁体で出来ている比較的単純なものであります。しかし、この上にLSIを始め多くの電子部品を搭載接続した後のプリント基板に不良が発生した場合の損害は莫大なものとなります。プリント基板の信頼性に影響する欠陥の多くは、プリント基板内の潜在欠陥が大きく寄与していると考えられます。この欠陥を知るには破壊検査、特に、断面検査や平面研磨検査が効果的で、多くの情報を得ることができますが、得られる情報の量は観察力によって異なってきます。

　本書「国内・外プリント基板メーカの選び方のツボ」は筆者の広く、長い間の経験に基づいて書かれたもので、信頼性についての考え方から始め、破壊したプリント基板の断面の観察の「ツボ」を具体的な例を豊富に示しながら解説したものです。本書が読者の知識と経験を向上させるとともに、製造においてはそのデータのフィードバックにより製造工程の品質の工程能力の引き上げ、また、購入する製品の品質を高めることができ、電子機器全体の製品の信頼性を向上することに寄与するものと考えられます。

                                      長谷川技術事務所　長谷川　堅一様

   【ご略歴】
 1960年、北海道大学工学部をご卒業後、数社を経て1984年より日立化成工業（株）電子部品事業部品質保証部長。
 プリント基板の品質保証について様々な環境試験システムを整備され、特にエレクトロケミカルマイグレーション評価システムについて、近年用いられている自動計測システムを構築された草分け的存在。また、品質の作りこみについて異物環境に起因する不具合解析とプロセス改善についての造詣が深い。
　1998年より技術コンサル活動を開始され、国内大手基板メーカを中心に10社以上、海外も大徳電子、三星電機など著名メーカの技術指導にあたられる。中国国営最大手のCCTC社での技術指導を皮切りに、特に、中国では日本人技術指導者として最も著名で、1999年には中国外国人技術友好賞を受賞されている。
　著書も多数出版され、とりわけ、（社）日本電子回路工業会発行「電子回路基板の品質・信頼性解析（日本語・英語・中国語併記）」はプリント基板のありとあらゆる不具合を画像で解説し、プリント基板の品質保証の教本としてバイブルとなっている。
　また、プリント配線板製造技術技能士中央検定委員を勤められ、2003年中央職業開発協会会長より感謝状が贈呈され、2005年には厚生労働大臣功労賞を受賞されている。現在も、国内外のトップ技術指導者として活動されている。
　お写真の背景色はほとんどの中国基板メーカのＩＤカードに採用されている色である。

■国内・外基板メーカの選び方のツボについて

　プリント基板のマイクロセクション観察結果から、プリント基板メーカの品質保証レベルを推定し、メーカ選定に役立てようとする視点は実用的で興味深い。プリント基板のスルーホールマイクロセクションの観察結果は、プリント基板製造ラインの製造管理や技術レベルを示唆していると言えるからである。
　原子力、人命にかかわる医療機器や新幹線、自動車などの安全システム、宇宙船、ミサイル、公共性の高い電力、銀行オンラインシステムなどに用いられる基板メーカの選定にあたっては、さらに慎重な対応が必須だが、その他のプリント基板メーカの選定には十分対応可能であろう。
　勿論、本書でも述べられているが、的を射たメーカの製造プロセス診断と合わせた判断が重要であることは言うまでもない。プリント基板の市場事故の大半は異物の介在を含めた何らかの製造欠陥を起点にして発生しているのである。
　したがって、プリント基板を単なる部品と判断することは非常に危険である。なぜならば、スルーホール一個、回路線一本がそれぞれ独立した部品と考えられ、一枚のプリント基板は数万個の部品を搭載したシステムと判断されるからである。しかも、スルーホール一個に欠陥があっても部品交換で機能を復元できる一般のシステムとは異なり、修理不能の電子システムと判断しなければならない。電子システム設計者に、システムとしてのセイフティリガバリ設計や、高難度化の歯止めを強く願いたい。そうしなければ、プリント基板製造メーカは品質保証コストとコストダウン要求に押し潰され消滅する羽目になりかねないし、フィールド事故の多発も懸念されるからである。

■セットメーカの技術者必読の書！

　私は,セットメーカで35年以上プリント基板の技術開発と製造に取り組むと同時に,国内外のプリント基板を評価する機会も多く持ってきました。これらの経験から言えることはプリント基板に対する要求はオーバースペックになっているということです。この傾向は単にプリント基板だけでなく電子部品全般に言えることだと思います。

　プリント基板の信頼性評価試験には,スルーホールの信頼性試験や絶縁信頼性試験など多くの試験方法がありますが,それらの信頼性試験で要求される寿命までのサイクル数や時間がどんどん厳しくなっているように思います。特に,製品が市場に出てから一度でも事故を起こすと,そこに使われているプリント基板に対する信頼性要求はどんどんエスカレートして行くようです。

　プリント基板が市場に出て問題を起こす例に,スルーホールに関する不良がありますが,私の経験では, 仕様通り作られているスルーホールが寿命で壊れたという例を見たことはありません。しかし,問題は,認定試験では他のプリント基板メーカのものより遥かに信頼性が良かったから選んだのに,実際に使い出したら不良品が出た。だから心配なので要求サイクルを厳しくしようという事になるのだと思いますが,これでは根本的な解決にはなりませんし,コストも高くなります。

　では,安心して使える「品質の良いプリント基板」を選ぶのにはどうすれば良いのでしょう。「品質が良い」という意味は,著者も言っているように,チャンピオンではなく,決められた仕様のものがあるばらつきの範囲内で確実に製造されることです。それを確認する方法としてスルーホールの断面観察が非常に良い手段であるというのが本書の大きなポイントです。著者はセットメーカ在籍時,自社でプリント基板の生産を行いながら外部メーカ、特に中国のプリント基板メーカの製品も調達して来たという極めて豊富な実務経験を有しています。プリント基板の製造と外部からの調達を一人で経験したという例は極めて少ないでしょう。

　本書には,断面観察に関する詳細な解説だけでなく,プリント基板メーカの選定ノウハウ、プリント配線板設計基準の留意点、メーカ立ち入り監査時の勘どころ,めっき厚とスルーホール接続信頼性等々著者のノウハウの全てが注ぎ込まれています。セットメーカの技術者必読の書です。

 【ご略歴】
　1968年九州工業大学工学部をご卒業後、(株）東芝 化学材料事業部に入社。
銅張積層板や実装材料の改良、開発に従事するともに内外の工業会、学会活動にも従事される。
　1998年東芝ケミカルヨーロッパ社 社長。半導体材料の既存ビジネスを見ながらハロゲンフリー材の拡販のために欧州で市場開拓を実施するとともに学会発表などを3年で13回実施され、欧州のキー・エンジニアと密なコミュニケーションを実践。欧州でハロゲンフリー材料で新規納入を開始するとともに拡販をして黒字化を達成。
　欧州でのマーケティング活動で、2000年度世界のプリント基板業界に影響をおよぼした人物の50人にノミネートされ、投票の結果、Atomic Giant賞 を2001年に受賞され、以前にはIPCの会長賞を1992年に受賞するとともにワールドワイドで著名。
　東芝ケミカル時代からUL規格について精通されていて、著書「プリント配線板のUL取得-入門から認定まで」を初め、国内外で指導的役割を果たされている。
　さらに、環境問題にもお詳しく、雑誌、業界紙への実装や環境関係の投稿は450件を超え、また、希望者にはメルマガ(無償)で環境情報を配信されている。

■これから求められるモノづくり

　この度、斉藤さんは、「解体！車載プリント板＜プリント板技術コンサルが見るカーエレクトロニクス＞ 」に続き、第2弾のe-ｂookとして「コストダウン＜基板メーカーの選び方のツボ＞」を刊行されました。実装関係に携わる関係者には参考になる技術図書として紹介したいと思います。

　プリント基板がいろんな分野で使用されているのは周知の通りであり、分野によってその信頼性の要求も異なってくるものの信頼性に優れる基板材料を求めるのは、各分野での共通の要求事項でもあります。しかしながら、ややもすると信頼性の要求事項が過剰となり、コストアップになっている点も否めない状態です。
　今回、要求される信頼性に対して、分かり易く、事例をあげながら解説をしています。

　信頼性に関して、材料まで遡って言及する例は少なく、ガラスエポキシ銅張積層板で使用するガラスクロスの製造方法(開繊クロス、非開繊クロス)まで言及して、その製造方法の違いによって、信頼性に影響する点などを詳しく解説している点です。

　かつ、基板の定尺の概念が地区によって異なることによるコストへの影響などを解説している点は、設計技術者にとって参考となるメッセージでもあります。

　さらに斉藤さんは、評価方法や要求する基準が、オーバースペック気味で過剰品質によるコストアップにつながる点の懸念を指摘している点です。安全だからと言って、夏山登山に冬山装備での登山は不要であることは明らかであります。このe-ｂookには、ツボのような点を随所に解説されている点は大いに参考となる点でもあります。

　21世紀は環境の時代とも言われています。そのような時代に対して、環境面からの切り口で、材料の節約、効率的な板取、薄板の採用、ハロゲン／鉛フリーなどの環境情報についても触れており、実際に適用されている環境調和型製品まで紹介されていますので、実装に関係する人にとっては参考となるものと思います。

　モノづくりで重要なのは、「QCD」と言われました。品質の「Q」、コストの「C」、納期の「D」でした。それにサービス/サポート及び安全の「S」が加わり、最近は、環境の「E」が加わり、まさに「QCD+S+E」の時代の到来でモノづくりの変革が求められています。

　このような状況の中で、斉藤さんのe-Bookは、時期を得た出版物と確信しております。広い分野で活用されるのを願っております。

特典１　　断面観察用マイクロセクションの作り方
　マイクロセクションを作るのには結構な時間がかかりますが、いかに手をか
　けずに、かつ、品質の良いサンプルを作るか、プロから教えてもらった方法
　を写真入りで伝授いたします。どんな副資材を使うかもノウハウです。

特典２ 　断面観察写真の撮影テクニック
　研磨面の良いサンプルを作ることが、良い写真を撮れる第一歩ですが、
　照明のあて方や、サンプルの設置角度などから、隠れた不具合を発見
　できることがあります。　

特典３   断面観察以前の初動調査のチェックリスト
　「１枚の写真から」とは言うものの、不良解析の場合はそうもいきません。
　この場合は逆に写真を撮る前の周辺の情報収集が非常に大切です。
　どのようなアプローチが良いのか、チックリストの事例をお示しします。
   不具合部のみ拡大した写真が持ち込まれる時がありますが、大抵近視
　眼的になっていて、全体を俯瞰した考察が出来ないことが多く、それを
　ご教示した時はすでにものは流れてしまっていて、「時遅し」のことが
　多いです。