本記事は①構想～設計試作の続きです。

前回の記事ではプロダクトの構想と基板の設計及び試作を行いました。 今回は設計したプリント基板の製造とその基板上に電子部品を実装する作業を Elecrowの部品実装サービス(PCB Assembly : PCBA)に製造委託しました。 工程でいうと（小ロットですが）量産の段階にあたります。
本記事ではそのサービスを利用する流れとElecrowとのメールのやり取りを紹介します。

Elecrowを選んだ理由

  • Elecrow PCBAを何度か利用したことがあった
    一番大きな理由がこれです

  • 安価
    プリント基板の製造のみならばFusion PCBやPCBGOGO等の深圳のPCB製造サービスの価格差はあまりありませんが、部品実装サービスを含めるとElecrowがかなり安い（と思う）ため

Elecrow PCBAの利用方法

PCBAの大まかな利用方法に関しては様々な先人が既に解説してくれているのでそちらを参照してください。

参考：
Elecrowで部品実装（PCB Assembly）の頼み方
ElecrowにPCB Assemblyを頼んでみた
ElecrowのPCB Assemblyサービスを利用してみます

今回Elerowに基板製造・部品製造するプリント基板は

  • 異種基板の面付け
  • 面付け基板の切り離し
  • 切り離した基板を垂直にはんだ付け

など、少々変わった指示を出して製造してもらったこともあり、頻繁にメールのやり取りを行ったため、参考のためにそのメールの文面を公開します。 なお、文面中の個人名などは伏せ、Elecrowからの返信は内容のみ紹介します。

  1. 必要なファイルを用意し、見積依頼をする

Elecrow PCB Assemblyのページ下部に用意すべきファイルが書かれているので用意します。

最初のメールで添付したファイルは以下となります。

  • 1_Gerber_DCMotorControlShield_v01.zip ：ガーバ―ファイル。ElecrowのPCB製造サービスで添付するものと同じフォーマットのもの。

  • 2_BOM_DCMotorControlShield_v01.xlsx ：部品表(Bill Of Materials：BOM)。
    記載項目：

    • パーツ番号
    • 値
    • パッケージ名
    • 量
    • ElecrowのパーツライブラリのID
    • 外部調達部品の場合の型番
    • 外部調達部品を購入できるDigikey/Mouserのリンク
    • 備考等(はんだ付けしない部品の指定や特殊な指示)
      今回は2種類の基板を面付けしてもらっており、どちらの基板の部品かを識別するために"PCB"という項目を追加で記載しています。 KiCadの場合、Pcbnewの「ファイル」 → 「製造用各種ファイル出力」 → 「BOMファイル」でcsv形式でBOMを出力できるので、それをElecrowのフォーマットに手動で修正しました。
  • 4_PartsMapping_DCMotorControlShield_v01.xlsx ：部品の位置情報ファイル。表面実装部品は各部品の位置と方向とはんだ付け面、スルーホール部品ははんだ付け面を指定します。 KiCadの場合、Pcbnewの「ファイル」 → 「製造用各種ファイル出力」 → 「フットプリント位置情報ファイル」で表面実装部品の位置を出力できるので、それをElecrowのフォーマットに手動で修正しました。

  • LargePCB_CircuitDiagram.pdf ：メイン基板の回路図

  • SmallPCB_CircuitDiagram.pdf ：サブ基板(エンコーダ基板)の回路図

  • Reminds.jpg ：注意事項。今回は2種類の基板を面付けしており、面付基板を切り離した後にエンコーダ基板をメイン基板に垂直に立つようはんだ付けしてほしかったので、以下のように図で指示しました。 ちなみに、下側の注意事項で「垂直かつ基板が浮かないように」と指示しているのは、磁気式エンコーダICの中心にあるホール素子とモータ軸に付ける磁石の軸中心と一致させるためです。
    ちなみにこの時メールに添付した以下の写真は試作基板2号機の画像を加工したものです。

メール文面

宛先：[email protected]
タイトル：Ordering PCB Assembly
本文：
Dear Elecrow assembly service officer,

This is “名前”.
I would like to order Elecrow PCB Assembly service.
Let me know the PCB assembly price.
Followings are the files required for the service.

  1. PCB gerber files
  • Attached is “1_Gerber_DCMotorControlShield_v01.zip”.
  1. BOM
  • Attached is “2_BOM_DCMotorControlShield_v01.xlsx”.
  1. Quantity and PCB spec
  • Quantity : 20pcs, 50pcs
  • PCB spec :
    Layer=2
    Thickness=1.6mm
    Copper Weight=1oz
    Size= 8.4248cm * 8.18425cm
    (Large PCB : 5.3975cm * 5.1181cm, Small PCB : 1.35cm * 2.0cm)
    Color=Black
    Surface=Hasl (Lead Free)
    Panelizing=2 Different Sub-PCBs
  1. Parts mapping file
  • Attached is “4_PartsMapping_DCMotorControlShield_v01.xlsx”.

  1. Specific requirements and Reminds
    Please solder panelized 2 PCBs vertically after cutting them.
    Please refer to the attached image “Reminds.jpg”.

  2. Shipping address and shipping method

  • Shipping address :
    “名前”
    “住所”
  • Shipping method : OCS/ANA Express

Best Regards,
“名前”

  1. 見積書の確認

見積依頼を出すと1日程度で見積書が送られてきます。少し返答が遅くなる場合は、「あと12時間以内に送ります」といった返信をしてくれたりもします。ここら辺のスピード感は驚かされますね。

送られてきたメールの内容は以下の通りです。

  • 見積書が完成したので確認してください
  • 外部調達部品について、代替ブランドでもっと安い部品があったんですがそちらにしませんか？
  • リードタイムは2～3週間

代替ブランドの部品について、見積書の部品一覧のシートを見るとこんな感じに書かれていました。

“Original"の項目でNが付いているものが代替部品です。

  1. 代替部品の使用に関する問い合わせ

次に、代替部品の中で気になった部品について問い合わせました。
代替部品についてはこの記事にあるように変な代替部品を使われても困るので自分の望む仕様を満たすかどうか質問しました。

Dear “Elecrow 担当者の名前”,

About substitute components, could you tell me

  1. the tolerance of substitute components R1? If it is <=2%, please use substitute one.
  2. the size of substitute components P1? Please check the attacked image. If the length is <=4mm, please use substitute one.
  3. the manufacturer part number of substitute components C3?

Regards,
“名前”

添付した画像：

その後、上記メールの1番目と3番目については仕様を満たすことがわかりましたが、2番目の項目について、「代替部品の(画像で示されている部位の)長さは4mm以下でないため、4mm以下になるよう切り詰めてもいいですか？」という返答がありました。
この部品はエンコーダ基板をメイン基板に垂直に立てる際に重要な部品で、この長さが異なるとエンコーダ基板が浮いてしまい、エンコーダICの中心とモータ軸の中心がずれてしまうので、 なぜこの長さが重要なのかという意図を説明しました。

Dear “Elecrow 担当者の名前”,

About P1 of small PCB, I’d like the small PCB to be soldered to stand vertically and does not floating. Please refer the attached image.
If you can do it, it is OK to cut off the P1 of small PCB.

Best regards,
“名前”

添付した画像：

このメールを送った後、まだ意図が伝わっていないかもという不安があったので、 どう切り詰めるのか説明してもらう、または一つ組み立てたらサンプルを写真で送ってくれないかとメールしました。

Dear “Elecrow 担当者の名前”,

Sorry to bother you again.
For confirmation, would you please explain how you intend to cut P1 with a image?
Or would you please show me a image after assembling 1 PCB?

Please let me know if you have any questions in order to assemble PCB correctly.

Best regards,
“名前”

この後、「一つ完成したら画像を送ります。確認してOKだったら量産します」という返答をもらったので、料金を支払い生産を開始してもらいました。

  1. 料金の支払い

料金の支払い方法としては、見積書の価格に合うようにPCBAのページの個数(Qty)分購入します。たとえば見積書の価格が$100だったら100個カートに入れ購入します。
なお、この価格には送料も含まれているので、発送方法は"Walk in"を選びます。

こうした購入方法についての文言は見積書が送られてきたときのメールに詳しく書いてあるので、それを参照してください。

  1. サンプル品の確認

一つ組み立て終わった段階で下のような基板の画像と共に「こんな感じにできたけど問題はないですか？」と聞かれました。

特に問題なかったのでその旨を送りました。

Dear “Elecrow 担当者の名前”,

It’s OK.

Best regards,
“名前”

このメール後、一週間程度で無事基板は届きました。

以上となります。
ほぼ全ての文面を列挙したためかなり長くなってしましましたが、 Elecrow PCBAサービスの利用の雰囲気は概ね掴んでいただけたと思います。

今回のまとめ

今回はElecrow PCBAサービスを利用したプリント基板の製造委託と部品実装の流れを紹介しました。PCBAサービスを利用してみて、製造ミスをなくすために少しでも疑問に思うことがあったら質問することが重要だと感じました。この記事で紹介した様に、Elecrowはかなり細かくかつ素早い対応をしてくれるでしょう。
次回は③委託販売(スイッチサイエンスの販売受託プログラムの利用)について紹介します。