【はんだ直付け vs コネクター】本当に効率が良いのはどっち?~トータルコストで優位な基板設計とは~
基板と外部配線、または別の基板をつなぐ方法には、「はんだ直付け」や「コネクター」を使用して接続する方法があります。2つの実装方法には、それぞれメリット/デメリットがありますが、それらを比較し最適な接続方法をご紹介します。
部品コストはどちらが安い?
材料費「のみ」を純粋に比較した場合、「はんだ直付け」の方が少量の材料で済みます。はんだ付けは、消費するはんだとフラックスなどの材料費(数円)なのに対し、コネクター接続は、ハウジングや電線加工、ターミナルなどの費用が数十円~数百円かかります。なので、コストを極限まで削りたい民生品などで今でもはんだ直付けが使われているのは、この材料費の安さが最大の理由です。
生産効率・品質が優れているのはどちらか?
コネクターの方が生産効率・品質に優れていると言えます。
はんだ直付けは組み立てラインで1本ずつ手作業ではんだ付けが必要であり、工数が掛かってしまいます。また、作業者の熟練度への依存が強く、作業時間や品質にバラつきが生じてしまうことが難点です。それに対し、コネクター接続は製造ラインでの作業が「嵌めるだけ」なので、誰でも簡単に行うことができ、ヒューマンエラーを排除することができます。また、組み立て時間が短縮され、製造コスト(人件費)を削減できます。
メンテナンス性が優れているのはどちらか?
コネクターの方がメンテナンス性に優れていると言えます。
その理由として「対象基板だけを交換できる」ことが大きなメリットとして挙げられます。
例えば、複数基板(メイン基板、電源基板、通信基板など)が使用されている場合、「はんだ直付け」で繋がっていると、1枚の基板で不具合が生じただけでも、芋づる式にすべての基板を巻き込んだ大がかりな取り外し作業が必要になってしまいます。また、電線の取り外しの際に、再度はんだこてを当てることになります。
すでに1回目の加熱で接着力が弱まっているパターンに、2回目の熱を加えることで、電線を動かしただけでもパターンが剥がれてしまう可能性があります。
それに対して、コネクターは不具合箇所の基板だけの交換で済むため、作業性が良く、パターン剥がれのリスクもなくなります。
設計の柔軟性/スペースが優れているのはどちらか?
設計の柔軟性において、はんだ直付けは、一度基板に繋げると変更が難しく、基板全体を作り直す必要が出てきますが、コネクターは基板ごとの組み換えが容易で、基板の後付けも対応することが可能です。
スペースにおいて、はんだ直付けは、コネクターという「接続用のパーツ」が不要のため、その分、高さを低く、面積を小さく収めることができます。 ただし、電線の本数が増えると、コネクターのように1箇所にきれいにまとめることができず、あちこちから伸びる電線が筐体中でかさばり、スペースを圧迫する原因になります。
以上のことから、コネクターの方が筐体内部の空間を効率的に活用でき、スマートな設計を実現できます。
結論
部品、生産効率/品質、メンテナンス性、設計の柔軟性/スペースなど様々な観点から比較した結果、トータルコストで見ると、コネクターが優位であると考えます。
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