現役プリント基板アドバイザ

● e-book 発刊のご挨拶に代えて 皆様　はじめまして プリント基板技術アドバイザの斉藤和正と申します。 もし、プリント基板が”壊れる”状態 、しきい値を分かることができれば、あなたに、何が起こりますか？ 筆者はプリント基板・実装の仕事を始めてから36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。 お陰様で発刊以来沢山の方にご興味をもっていただき、実際に手に取られて業務の改善に役に立てていただいております。 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。

（有）実装彩科 斉藤　和正

このe-bookについてプリント基板業界の諸先輩の皆様からご推薦をいただきました（掲載順不動） 。

	小林技術事務所　小林　正　様
	【ご略歴】1954年、京都大学工学部をご卒業後三菱レイヨンに入社。1964年、子会社、菱光電子（株）でスルーホールプリント基板、多層基板の開発、生産に着手し日本における多層基板生産の草創期にあたられる。スルーホールプリント基板の最初の向け先は軍用機であり、MIL規格（MIL-P-55110）の防衛庁認定も最も早い時期に取得された。その後、高密度、高信頼性のプリント基板を中心に設計、製造、品質保証、技術開発を管掌。1994年、（有）小林技術事務所を設立し、プリント基板関係の技術調査、翻訳、コンサルタントに従事。業界関連では、多層基板、プリント基板用語のＪＩＳやＪＰＣＡ規格の策定にかかわられ、プリント基板関係の中央技能検定委員も勤められ、ＪＰＣＡショーでは毎年オープンセミナー（プリント配線板入門）の講師を拝命されている。著書の「新入社員のためのプリント配線板入門（JPCAぷりんとばんじゅくシリーズ）」「新入社員のためのビルドアップ配線板入門（同）」は入門書として広く使用されており、英訳、中国語訳も出版されている。  ■「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。
	高木技術士事務所　　高木　清　様
	【ご略歴】1955年、横浜国立大学応用化学科をご卒業後富士通(株)に入社。コンピュータ用多層プリント配線板のプロセス技術開発などに従事される。当時、大型コンピュータ用基板へ配線グリッド間に斜めにラインを配線し、電気特性を大幅に向上させた技術開発者としても著名。その後、高多層基板の技術トレンドを牽引された方の一人。1991年古河電工（株）、旭電化（株）の顧問を経て1994年高木技術士事務所を開設し技術コンサルを開始。JIS原案作成委員、JIEP学会理事などを歴任。現在、JIEP「次世代配線板研究会」の主査を拝命され、国内のキーパーソンを集めて今後のプリント配線板技術をどのように展開していくかを模索されている。本e-bookでバイブルとして取り上げている一連のスルーホールの接続信頼性評価論文の著者の一人でもある。「多層プリント配線板製造技術」、ビルトアップ多層プリント配線板技術」などの著書を初め、米国IEEEなど多数の論文を寄稿されている。  ■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。

元(株)日立製作所　エンタープライズサーバ事業部　事業部長附
和嶋 元世　様

【ご略歴】1964年甲南大学理学部化学科をご卒業後(株)日立製作所に入社。同社日立研究所で長く材料及びめっきプロセスを管掌されたあと、エンタープライズサーバ事業部（旧神奈川工場）でコンピュータ用多層プリント基板及びセラミック多層基板の材料及びプロセス技術開発に従事される。レンタルバックされたスーパコンピュータ基板のスルーホールの残存寿命なども評価され、筆者も信頼性関連で大変ご指導をいただいた。2002年(株)アイレックスの顧問を経て2005年より荏原ユージライト(株)特別技術顧問。旧プリント回路学会,旧回路実装学会,エレクトロニクス実装学会の理事、論文の査読委員,常任理事,NEDO技術委員を歴任され、JPCAショーなどの技術セミナでは数々の企画委員を拝命され、現在もプリント基板の学術的側面のリーダを勤められている。

■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。

元大手Ｎ社携帯電話メーカ勤務
NPO日本環境技術推進機構　理事
青木　正光　様

【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。

ユニバーサル開発設計事務所　代表
三菱電機株式会社　技術担当部長（非常勤）
近畿大学　理工学部などの非常勤講師
三谷 千城 様【ご略歴】1968年大阪大学基礎工学部　電気工学科をご卒業後、三菱電機(株)に入社。その後、３２年間車一筋。車載用コントロールユニット、センサ、アクチュエータなどの開発設計をご管掌。約150件（海外含む）もの特許出願をされ、そのうち約50件の権利を取得。センサ担当時代１２年間に全世界を足で回り、売り上げを１０倍に伸張された実績をお持ちである。これらの成功の裏には徹底した「現場」「現物」「現実」「原理」「原則」の「五ゲン主義」があると説いておられる。現在、大学でも非常勤講師を勤めながら将来のエンジニアの卵に仕事の進め方・心構えを指導されている。

■こんな技術情報が欲しかった信頼性の問題は企業の存続を左右すると言われており、実際業界でもその事例が見られる。このたび、斉藤氏が多くのテストや分析及び経験を元に「国内･外基板メーカの選び方のツボ」を発行された。内容は現在のエンジニアが嫌う地道なデータ収集と解析及び知見の集合体である。今までこの種の資料は無かった。斉藤氏の努力に敬意を払う。基板に絡む仕事をされる方は、是非一読し参考にしてほしい。私は、講習会や大学の講義などで「五ゲン主義」の重要性を、最近特に強く説いている。それは、最近の新聞をにぎわす品質問題は、「五ゲン主義」をおろそかにした結果生じている事例が多いからである。少し誇張して言えば、エンジニアが「現物」や「現場」などから遠ざかりつつあり、頭の中だけで、設計し対応しようとしている傾向がある。この傾向に対し「国内･外基板メーカの選び方のツボ」は、「五ゲン主義」に徹した資料であり、現在のエンジニアの不足分を補う意味でも貴重な資料である。本書の積極的な活用を望むものである。

● e-bookの目次	PDF A4 142ページ(無料特典を含む)
まえがき
第１章	基板コストを決めている環境因子
第１.１章	安くて、品質がよくて、納期が早いなら誰も苦労しない。しかし．．．
第１.２章	基板メーカの実態
第１.３章	環境側面からのコストダウンのアプローチ
第２章	信頼性に関係すること
第２.１章	あなたが発注する基板の要求信頼性は？
第２.２章	要求信頼性についての整理
第２.３章	チャンピオンデータにご用心
第２.４章	寿命・信頼性設計での注意点
第２.５章	基板はどこが壊れるのか？
第３章	コストと信頼性のバランス
第３.１章	現実問題、世の中にはどんな信頼性の基板が存在しているのか？
第３.２章	実践的基板メーカの選定ノウハウ
第４章	コストカッターの秘密兵器［ 断面観察の秘密 ］
第４.１章	たった１枚の断面写真からどこまでのことが分かってしまうのか
第４.２章	断面観察以前のことも浮き彫りに
第４.３章	なぜ断面観察か？
第４.４章	スルーホールの断面品質が基板メーカ選びのツボ
第５章	スルーホールの断面観察（マイクロセクション）各論－なぜ、そうなのか技術的解説も加えて－
第５.１章	スルーホールの断面観察の目の付けどころ
第５.２章	どのようなスルーホールの断面を見るべきか
第５.３章	理想的なスルーホールの形状
第５.４章	きわどいスルーホール品質の事例（どこまでだったら使えるのか？）
第５.５章	ケーススタディー　(1)～(25)
第５.６章	断面写真のトリック
第６章	経験則からの信頼性に対するさじ加減
第６.１章	中国製基材に関する注意点
第６.２章	基板設計基準の留意点
第６.３章	基板メーカ立入り監査時の勘どころ
第６.４章	めっき厚とスルーホールの接続信頼性
第７章	まとめ（結局、あなたは何をすれば良いのか）
無料特典１	断面観察用マイクロセクションの作り方
無料特典２	断面観察の写真撮影のテクニック
無料特典３	不具合発生時の初動調査の行動リスト（断面観察用）

● e-bookの内容事例

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