電子機器製造サービスの全工程 (EMS)

電子製品の調達業務に携わっている方（PCBやPCBA、あるいは筐体の調達など）なら、間違いなく「EMS」という言葉を耳にしたことがあるでしょう。EMS、すなわち 電子機器製造サービス, は、御社のデバイスに使用されるプリント基板の製造に加え、関連部品の製造および最終組立も手掛けているため、有力なパートナー候補となります。さらに、このワンストップサービスは、御社が販売を予定している幅広い電子製品を支えることができます。 本サービスの基本的なプロセスを理解し、販売予定の電子製品が正常に機能することを確実にするため、ここではEMSサービスの基本的なプロセスやその他の関連情報について解説します。これにより、適切な電子機器製造サービスプロバイダーを探す際に、迅速に最適なパートナーを見極めることができるようになります。.

電子機器製造サービスとは何か そして、それらのビジネスモデルについては？

電子製造サービス（EMS）とは、電子機器のブランド所有者に対して提供されるサービスを指し、ブランド販売以外の1つ以上の側面、すなわち電子製品の設計、技術開発、原材料の調達・管理、製造、試験、アフターサービスなどを網羅しています。EMSは、電子EMSまたは電子受託製造とも呼ばれます。 EMSプロバイダーとは、OEM（相手先ブランド製造業者）やエンドユーザーに電子製品およびサービスを提供する企業を指します。さらに、電子製造サービス業界は、狭義または広義に定義することができます。狭義では、電子製品に特化したサービスを提供する業界を指し、製造プロセスを外部委託する業界とも表現できます。 広義では、電子製造サービスには、設計、開発、製造、調達、物流、アフターサービスといった一連のプロセスが含まれます。現在、多くのEMSメーカーは、電子製品の設計、開発、材料調達を提供するだけでなく、原材料管理、製造、試験、アフターサービスといった包括的なブランドサービスも提供しています。.

なぜEMS工場は、御社の製品にとってそれほど重要なのでしょうか？

EMSの基本的な製造プロセスについて詳しく説明する前に、電子製品の調達を必要とする企業にとって、なぜEMS工場がまさに天の恵みとなるのかを理解しておきましょう。前述の通り、EMS工場は、部品やプリント基板などの必要な部品を供給することで、電子機器の完全性と機能性を保証します。 しかし、この利点は氷山の一角に過ぎず、EMS工場は電子製品に対してさらなるメリットをもたらします。これらの追加メリットには、初期不良を検出するための部品検査、納期厳守のための物流・出荷体制、そして最後に、製造された部品に予期せぬ不具合があった場合に、返品や修理サービスを提供できる体制などが含まれます。.

さらに、EMS生産モデルでは、サービスプロバイダーは顧客のニーズを重視し、カスタマイズされた電子製品の製造サービスを提供しています。これらのサービスは、初期段階のプロセス開発や原材料の調達など、電子製品製造のあらゆる段階を網羅しており、, 新製品導入（NPI）, 、PCBA、完成品の組立、倉庫保管、および物流。これらの製品の製造は、高精度の自動化生産設備に大きく依存しているため、製造業の中でも、スマート製造の概念や技術を最も体現しているサブセクターである。 スマート製造設備は、EMS業界の競争力の核心であり、電子製品の製造効率と効果に直接的な影響を与えます。 EMSメーカーの生産設備の高度化と変革、特に主要設備の研究、調達、デバッグ、および保守は、同社の「ハードパワー」を表しており、一方、生産組織と管理、安定したサプライチェーン、および財務能力は、同社の「ソフトパワー」を構成しています。.

電子機器製造サービス（EMS）のプロセス

電子機器の製造プロセスは、多くの製造工程から構成されています。以下は、Geyuan Electronicsチームがまとめた12の基本段階であり、世界中の調達担当者やエンジニアの参考となるものです。.

フェーズ1： PCBファイルの検査

PCBの図面検査は、PCB電子機器製造プロセスにおいて不可欠な工程です。これは、PCBのすべての要素が設計図通りに適切に作成・配置されていることを確認し、顧客の要件を満たしていることを保証するものです。また、PCBの図面検査を行うことで、生産開始前に誤りや漏れを検出することができ、その結果、多額のコストがかかる遅延や手直しを回避することができます。 したがって、製造業者は、徹底したPCB図面検査を通じて、EMSプロセス全体にわたる品質管理を保証することができます。.

第2段階： 部品表（BOM）の確認

部品表（BOM）の確認は、EMSプロセスにおいて不可欠なステップです。これにより、製品に使用されるすべての部品が網羅され、文書化されており、その用途に適していることが保証されます。また、BOMの確認は、発注品と生産ラインに納入された品目の間の不一致を特定するのにも役立ちます。 組み立て開始前にBOMを徹底的に確認することで、メーカーは自社製品が高品質な部品や材料を使用して製造されていることを保証できます。BOMの確認を行わなければ、欠陥や問題を最小限に抑えた高品質な完成品を生産することは不可能です。.

フェーズ3： プリント基板の製造

プリント基板の製造 これは、プリント基板（PCB）を製造する電子機器製造プロセスです。PCBは、その用途に応じて、さまざまな材料や技術を用いて製造されます。製造は、デバイスの仕様に準拠したPCBレイアウトの設計から始まります。設計が完了したら、実際の回路基板を作成するために製造を行う必要があります。 製造工程には、ガラス繊維やセラミックなどの基板上に銅をエッチングしたり、部品やコネクタ用の穴を開けたり、そして部品を回路基板にはんだ付けしたりすることが含まれます。 これらの工程が完了した後、PCBは、所定の機器で使用される前に、その機能性を確認するための試験を受けなければなりません。PCB製造は、複雑ではあるものの不可欠な電子機器製造プロセスであり、PCBが意図した通りに機能することを保証するために、精密に行われる必要があります。.

フェーズ4： 電子部品の調達

電子部品の調達は、電子機器に使用される半導体、抵抗器、コンデンサなどの電子部品の調達および供給を指します。これには、競争力のある価格で高品質な製品を提供するサプライヤーの調査、価格や納期条件の交渉、および部品が安全規制に準拠していることの確認などが含まれます。 電子製品の複雑化が進むにつれ、電子部品の調達はEMS（電子機器製造サービス）プロセスにおいて不可欠な要素となっています。電子部品の調達の複雑さを理解している専門家にこの業務を委託することで、企業は妥当なコストで確実な供給を確保することができます。 さらに、電子部品調達の専門家は、電子部品の最新動向に関する貴重な知見を提供し、新しい電子機器の設計が関連する安全規制に準拠するよう支援することができます。最終的に、電子部品調達により、企業は必要な部品を、予算に見合った価格で、必要な時に確実に調達することが可能になります。.

フェーズ5：PCB 組立 ( 3つのPCB実装方法 )

この工程では、主に電子部品をプリント基板（PCB）に実装します。通常、PCBの設計に応じて異なる実装方法が採用されます。一般的に、以下の3つの実装方法が広く用いられています。.

SMT実装

SMT組立（表面実装技術による組立）とは、プリント基板（PCB）上に部品を実装する電子機器製造プロセスです。SMTは、その低コストと高効率さから、現代の電子機器生産において最も広く採用されている手法の一つとなっています。 SMT組立では、1回の工程でPCBの両面に部品を実装するために、専用の治具やプロセスが必要となります。従来のスルーホール技術と比較して、この方法は部品配置の柔軟性に優れ、電気的性能も向上させます。 また、SMTは、その自動化機能やピック・アンド・プレース機などの高度な自動化ソリューションにより、他の電子部品製造方法に比べてリードタイムを短縮することができます。SMT組立は大量生産に特に適しているため、大規模な製造現場で高い需要があります。 .

スルーホール実装

PTH（プレート・スルー・ホール）組立は、電子部品をプリント基板に実装する電子機器製造サービスの一工程です。PTH組立では、通常、ピンを基板の穴に挿入し、はんだ付けして固定します。 PTHアセンブリは、電子部品に対して堅牢な機械的接続を提供するため、自動車用電子機器や医療機器などの高信頼性が求められる用途に最適です。また、PTHアセンブリでは、基板の両面に多層の銅配線やパッドを活用して、複雑な回路を構築することも可能です。 適切な設計と品質保証手順により、PTHアセンブリは長い寿命にわたって信頼性の高い性能を発揮すると同時に、他のはんだ付け技術に比べて材料費が比較的低いため、コスト削減にもつながります。.

手作業による組み立て

手作業によるPCB組立とは、プリント基板（PCB）上に部品を実装し、はんだ付けを行う作業です。この電子機器製造サービスのプロセスは、通常、小規模な生産や試作が必要な場合に利用されます。 手作業によるPCB組立では、すべての部品が正しく配置され、はんだ付けされていることを確認するための目視検査や、組立後の基板の機能テストが必要です。手作業によるPCB組立において、信頼性の高い結果を得るためには、高品質な工具を使用する経験豊富な技術者が不可欠です。.

フェーズ6： ICのプログラミング

ICプログラミングは、電子機器の製造プロセスにおいて極めて重要な要素であり、スマートフォン、コンピュータ、その他の民生用電子機器などの開発および生産において不可欠な役割を果たしています。ICプログラミングでは、集積回路（IC）がデバイスに搭載された際にどのように機能すべきかを指示するコードを記述します。 このコードには、ICがシステム内の他の部品とどのように連携するか、またICが実行すべきタスクに関する指示が含まれる場合があります。また、ICプログラミングは設計検証やデバッグ時のテストにも活用され、顧客への納品前にICが正しく機能することを保証します。 多くの産業において重要な役割を担っていることから、ICプログラミングは、電子機器製造企業への就職やキャリアアップを目指す人々にとって、貴重なスキルとなっています。.

フェーズ7： PCBの試験および検査 ( AOI／目視検査／オンライン検査 )

この段階は、本質的には品質検査の段階であり、製品の種類にかかわらず、この工程では以下の2つの検査方法が必要となります：

AOI検査

AOI（自動光学検査）は、電子機器の製造プロセスにおいて重要な役割を果たしています。 AOI検査は、プリント基板（PCB）の欠陥を検出・特定するために用いられる非破壊検査手法です。カメラ、レーザー、X線などの光学技術を用いて、PCB上の各部品をスキャンし、異常の有無を確認します。 さらに、AOIシステムは、部品の欠落、極性の誤り、ピン間の短絡、層間の位置ずれ、および製品の故障につながる可能性のあるその他の問題など、特定の種類の欠陥を検出するようにプログラムすることができます。間違いなく、AOI検査は、製品が最終組立や梱包のために出荷される前に、潜在的な問題を迅速かつ正確に特定するための効果的な手段をメーカーに提供しています。.

外観検査

目視検査は、製造された電子部品が高品質基準を満たしていることを確認するのに役立つため、あらゆる製造企業において極めて重要な電子機器製造サービスの工程です。 目視検査では、電子部品やアセンブリを注意深く点検し、その性能や信頼性に影響を及ぼす可能性のある欠陥や不整合がないかを確認します。この種の検査には、異常を迅速に特定するために、注意深い観察、細部への配慮、および関連技術に対する理解が求められます。目視検査手法を活用することで、製造業者は問題が深刻化する前にそれを発見することができます。.

オンライン試験

インサーキット・テスティング（ICT）は、電子部品や回路の正常な機能および物理的な完全性を確認するために用いられる電子機器製造サービスのプロセスです。 これは、電子製品の開発、生産、修理において重要な品質保証ツールです。ICTでは、専用の試験システムを試験対象の回路基板に接続し、試験を実行して、部品や基板上の接続部にエラーや欠陥がないかを検出します。この電子機器製造サービスプロセスは、メーカーが製品を市場に投入する前に、設計仕様を満たしていることを確認するのに役立ちます。.

フェーズ8： 電気機械組立

電気機械組立は、電子部品と機械部品を組み合わせてより複雑なシステムを構築するため、電子機器製造サービス（EMS）プロセスにおいて極めて重要な工程です。回路をモーター、アクチュエータ、センサー、その他のデバイスといった物理的な部品と統合することで、電気機械組立はさまざまな業界向けに高効率な製品を生み出すことができます。 しかし、この電子機器製造サービスプロセスでは、各電子製品の精度を確保するために、工学的な知識と熟練した製造プロセスの両方が求められます。技術と自動化の進歩に伴い、生産時間の短縮や品質管理の向上を実現できることから、電気機械組立の需要はますます高まっています。.

フェーズ9： 機能テスト

機能試験はEMSプロセスにおいて極めて重要であり、電子製品が要求仕様を満たし、正常に動作することを保証します。 機能試験では、各デバイスコンポーネントを試験し、それらがシームレスに連携して動作することを確認します。これには、互換性、性能、信頼性、および安全機能の試験が含まれます。EMSプロセスにおいて電子製品に対して機能試験を実施することで、メーカーは、後々発生するコストのかかる欠陥やリコールを回避し、時間とコストを節約することができます。.

フェーズ10： 経年劣化試験

エージング試験は、電子部品の信頼性を評価するために用いられるEMSプロセスです。これは、機器やシステムを通常の動作条件下で一定期間稼働させ、通常は温度や湿度などの環境条件を模擬して行われます。 これにより、最終製品が市場に投入される前に、長期使用中に発生する可能性のある欠陥や問題を特定し、是正することが可能になります。このようにして、エージング試験は、電子製品が想定される寿命期間を通じて確実に動作することを保証するのに役立ちます。.

第11ステージ： ワイヤボンディング

ワイヤボンディングは、電子部品間の確実な接続を保証する、EMS工程において極めて重要なプロセスです。この工程では、金またはアルミニウム製のワイヤを用いて2つの部品を接続します。 ワイヤボンディングにより、複数の電子部品を接続し、それらが確実に接続され、正常に機能することを保証できます。最も一般的なワイヤボンディングの方式はボールボンディングであり、リード線の先端を小さな球状に成形し、接続する2つの電子部品に接触させます。ウェッジボンディングやピンボンディングなど、その他のボンディング方式も利用可能であり、プロジェクトの要件に応じて使用することができます。 ワイヤボンディングは、電子部品間の信頼性の高い接続を実現すると同時に、電気的な絶縁を維持し、干渉を受けずに動作することを保証します。.

第12ステージ： コンフォーマルコーティング

コンフォーマルコーティングは、過酷な環境条件から電子回路を保護するための電子機器製造プロセスです。この保護コーティングは、電子部品の腐食や酸化を防ぐほか、ほこり、湿気、真菌、その他の汚染物質から保護する役割を果たします。また、コンフォーマルコーティングは、回路基板やその他の基板上の部品間の電気絶縁も提供します。.

第13フェーズ： 最終品質管理（FQA）

最終品質保証（FQA）は、電子製品のEMS（エンジニアリング、製造、供給）において不可欠な工程です。これには、電子部品、アセンブリ、および製品を検査・試験し、あらかじめ定められた品質基準を満たしていることを確認することが含まれます。 FQAは、製品がエンドユーザーの手元に届く前に、製品の性能に影響を及ぼす可能性のある潜在的な欠陥や問題を特定するのに役立ちます。厳格なFQA手順を実施することで、電子機器メーカーは製造プロセス全体を通じて高い品質保証水準を維持し、部品や製品の不具合に起因するコストのかかるリコールを削減することができます。.

第14フェーズ： オーダーメイドのパッケージ

カスタムパッケージングとは、電子製品の特定のニーズに合わせて独自のパッケージを設計・製造する電子機器製造プロセスです。このパッケージは、ほこり、湿気、振動、衝撃、極端な温度といった環境上の危険から電子部品を保護する上で極めて重要です。 また、カスタムパッケージングは、電子製品を安全に保管・輸送するための効率的な手段となるため、コスト削減にも寄与します。さらに、取り扱い時や輸送中の損傷リスクを低減することで、製品の性能や信頼性の向上にもつながります。間違いなく、メーカーはカスタム設計技術を活用することで、生産コストと時間を削減しつつ、電子製品を適切にパッケージングすることができます。.

EMS製造におけるエンジニアリングサービスのプロセス

電子機器製造サービス（EMS）は、製品開発から量産に至るまでの全プロセスを網羅しています。製品が設計要件や生産上のニーズを満たすことを確実にするため、EMSのエンジニアリングサービスを活用し、各段階でエンジニアリング試験を通じて製品設計を検証し、最終的に製品を市場に投入します。.

EVT（エンジニアリング・バリデーション・テスト）

EVTフェーズでは、通常、最初の目標として、全機能を備えたテストボードである「ビッグボード」の作成が挙げられます。その後、継続的な検証と設計を通じて、ボードを小型化し、機能要件およびプロセス要件を満たすように段階的に改良していきます。.

設計検証試験（DVT）

DVTフェーズでは、製品の外観、構造、機能が設計および工程要件を満たしているかを確認することに重点を置き、各部品や構造の品質が安定し、製品に求められる仕様や基準を満たすよう、金型設計を開始します。.

PVT（生産検証試験）

PVTフェーズでは、製造プロセスの安定性、生産能力、および歩留まりを検証するために試作が開始されます。同時に、エンジニアリングチームは、試験の効率を向上させ、製造品質を確保するために、試験用治具の設計を行います。.

MP量産

PVT試作が順調に完了すると、製品は正式に量産段階に入ります。EMSメーカーは、各ロットの品質が一定であることを確保するため、生産歩留まりを継続的に監視し、それによって製品の信頼性と市場での競争力を確保します。.

EMS、ODM、OEMの違い

EMS、ODM、OEMはしばしば混同されがちですが、これらは異なるビジネスモデルです。それぞれのビジネスモデルは以下の通りです。.

EMS（電子機器製造サービス）

EMS（電子機器製造サービス）とは、企業が電子機器の製造や設計を他社に委託するサービスです。 EMS企業は、製品設計、試作、部品調達、プリント基板実装、製品組立、品質検査、物流管理など、製造プロセス全体を請け負います。このシステムにより、顧客企業は製造業務を効率化し、本業に集中することが可能になります。EMSは、スマートフォン、家電製品、通信機器などで広く利用されています。.

ODM（オリジナル・デザイン・メーカー）

ODM（Original Design Manufacturer）とは、製品の設計から製造に至るまでの全工程をカバーする受託モデルです。ODM企業は製品の設計、試作、製造のすべてを担当し、クライアント企業は完成品を自社ブランドで販売します。ODMは、製品開発リソースを削減し、新製品の市場投入までの期間を短縮したい企業にとって特に有用です。.

OEM（オリジナル・エクイップメント・メーカー）

OEMとは、専門の製造会社が顧客企業の設計に基づいて製品を製造するビジネスモデルです。 OEM企業は製造に注力し、依頼企業は設計やブランド管理を担当します。完成品は依頼企業のブランド名で販売されます。OEMは、依頼企業が製造効率の向上やコスト削減を図るため、自社生産施設を持たずに外部の製造業者を利用する際に広く採用されています。.

電子機器製造サービスを必要とする代表的な業界

電子機器製造サービス（EMS）は、プリント基板（PCB）、プリント基板アセンブリ（PCBA）、および関連する特注部品の調達を必要とするあらゆる業界にとって不可欠な包括的なサービスです。以下に、EMSを最も頻繁に必要とする業界の例をいくつか挙げます。.

1. 医療業界：PCBは、画像診断、モニタリング機器、埋め込み型医療機器など、さまざまな医療用途で使用されています。.

2. 産業分野：産業用途は、産業オートメーションからロボットのモーション制御まで多岐にわたります。産業エンジニアは、スループットを向上させつつコストを削減することで、産業プロセスの効率を最大化しようと努めており、そのため高性能なプリント基板が不可欠となっています。（自動車産業、工業デザイン）

3. 航空宇宙・防衛：航空宇宙および軍事用途で使用される電子機器には高い品質が求められるため、標準的なECMサービスリストよりも品質管理体制が優先されます。（ドローン、双方向無線機）

4. 通信：現在、グローバルな通信用電子機器製造サービス（EMS）に対する需要が非常に高まっています。スマート技術や通信機器を基盤として、テレビやインターネットは、私たち一人ひとり、機械、そして世界中の企業を結びつけています。.

5. 民生用電子機器：オーディオ製品からウェアラブルデバイス、ゲーム、さらにはバーチャルリアリティに至るまで、幅広い製品間の相互接続性が高まっていることから、電子機器受託製造（EMS）は民生用電子機器の分野で広く受け入れられるようになった。.

6. 照明技術：当社の誘導型バラストは、電流制限機能を備えており、蛍光灯、LED高圧水銀灯、ナトリウムランプ、メタルハライドランプが正常に動作するよう保証します。.

なぜ「Geyuan Electronics」を選ぶべきなのか？ お客様のEMSソリューションパートナー

電子機器製造業界において、信頼性が高く、十分な能力を備えたEMSパートナーを見つけることは、製品の発売を成功させるために不可欠です。Geyuan Electronicsは、民生用電子機器、医療機器、車載用電子機器、産業用アプリケーションにわたり、10年以上にわたる研究開発および製造の実績を誇っています。 当社は、設計検証、試作、小ロット生産から量産、国際物流に至るまで、ワンストップサービスを提供しています。当社の工場はISO 13485やIATF 16949などの国際規格の認証を取得しており、高品質な製造を保証するとともに、さまざまな電子製品のニーズにお応えします。 スタートアップ企業から大企業まで、Geyuan Electronicsはお客様の強力な製造パートナーとなり、より迅速なイノベーションとより効率的な量産を実現します。当社のEMSサービスや成功事例について詳しく知りたい方は、今すぐお問い合わせください。スマート製造への第一歩を踏み出しましょう！