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EMS（電子機器受託製造）・ODMの製造方法とは？それぞれの流れを解説
「自社で製品を開発・製造したいが、設備投資や人員確保のコストが高すぎる」
「新しい電子機器の製品化を検討しているが、製造ノウハウが社内にない」
そんな悩みを抱える中小企業の経営者・製造部門の担当者は少なくありません。
そのような課題を解決する手段として注目されているのが、EMS（電子機器受託製造）とODM（相手先ブランドによる設計・製造）という製造方法です。
これらを活用することで、自社に製造設備や専門技術がなくても、高品質な電子機器を効率よく市場へ届けることが可能になります。
本記事では、EMS・ODMの製造方法の基本から、中小企業が活用する際のメリット・注意点まで、わかりやすく解説します。
EMS・ODMとは？基本概念をおさらい
電子機器の製造を外部に委託する際によく耳にするのが、EMS、ODM、そしてOEMといった言葉です。
これらはそれぞれ異なる意味を持ち、委託できる範囲やサービス内容が異なります。
まずはそれぞれの基本概念を理解しましょう。
EMSとは？
EMS（Electronics Manufacturing Service：電子機器受託製造）とは、電子機器メーカーから設計データを受け取り、部品調達から基板実装、組み立て、検査、梱包、出荷まで、製造工程全般を専門に請け負うサービスのことです。
自社で製品設計は行うものの、製造設備への投資や生産ラインの維持、専門人材の確保が難しい企業にとって、EMSは非常に有効な選択肢となります。
製造コストの削減、生産効率の向上、そして専門性の高い技術活用が可能になる点が大きなメリットです。
ODMとは？
ODM（Original Design Manufacturing：相手先ブランドによる設計・製造）とは、委託元企業が求める製品のコンセプトや仕様に基づいて、ODM企業が製品の設計から製造までを一貫して担当するサービスです。
委託元企業は、自社で設計ノウハウがなくても、ODM企業の持つ技術力や開発力を活用して、オリジナルのブランド製品を市場に投入できます。
開発期間の短縮、開発コストの抑制、そして市場投入スピードの加速が期待できるため、特に新規事業や新製品開発において強力なパートナーとなり得ます。
OEMとの違いも押さえておこう
EMS、ODMと並んでよく聞かれるのがOEM（Original Equipment Manufacturing：相手先ブランドによる製造）です。
OEMは、委託元企業が自社の設計に基づいて、製造のみを外部企業に委託する形態を指します。
- OEM…委託元の設計に基づいて、受託企業が「製造」のみを行う。
- EMS…委託元の設計に基づいて、受託企業が「部品調達から製造工程全般」を請け負う。OEMの概念をより広範にしたサービス形態と捉えられることもあります。
- ODM…受託企業が「設計から製造まで」を一貫して行う。
中小企業が電子機器を製造する上で、どのサービスを選択するかは、自社の開発力や製造能力、コスト、市場投入までのスピードなど、さまざまな要素を考慮して決定する必要があります。
EMS（電子機器受託製造）の製造方法と流れ
EMSは、設計データに基づき、高品質な電子機器を効率的に製造するための多岐にわたる工程を含みます。
ここでは、EMSにおける一般的な製造プロセスとその流れを解説します。
EMSの製造プロセス全体像
EMSの製造プロセスは、大きく以下の段階で構成されます。
- 部品調達…部品表（BOM）に基づき、必要な電子部品、機構部品などを調達。
- 基板実装…プリント基板に電子部品を実装（はんだ付け）。
- 組み立て・ハーネス加工…実装済み基板を筐体に組み込み、配線などを行う。
- 検査・品質管理…製造された製品が仕様通りに動作するか、品質基準を満たしているかを確認。
- 梱包・出荷…製品を適切に梱包し、指定された場所へ出荷。
基板実装（SMT・DIP）工程
電子機器の心臓部となるプリント基板に電子部品を実装する工程です。
主に2つの方法があります。
SMT（Surface Mount Technology：表面実装技術）
チップ抵抗やコンデンサ、ICなどの小型部品を基板の表面にはんだ付けする技術です。
高速・高密度実装が可能で、現在の電子機器製造の主流となっています。
クリームはんだ塗布、部品搭載（マウンター）、リフロー炉での加熱といった工程を経て行われます。
DIP（Dual Inline Package：挿入実装技術）
リード線を持つ部品を基板の穴に挿入し、裏面からはんだ付けする技術です。
コネクタや大型の電解コンデンサなど、一部の部品で現在も利用されています。
手作業や自動挿入機で部品を挿入し、フローはんだ槽で一括はんだ付けされます。
組み立て・ハーネス加工工程
基板実装が完了した電子回路を、筐体（ケース）に組み込み、ディスプレイ、バッテリー、スイッチ、各種コネクタなどを接続する工程です。
- 組み立て…実装済み基板を筐体に固定し、各部品を物理的に結合します。ネジ止め、接着、嵌合（かんごう）など様々な方法が用いられます。
- ハーネス加工…製品内部の各部品間を結ぶ電線（ハーネス）を、必要な長さに切断し、端子（コネクタ）を取り付ける加工です。誤配線がないよう、正確な作業が求められます。
これらの工程は、製品の構造や複雑さによって、手作業と自動化ラインを組み合わせて行われます。
検査・品質管理工程（ICT・機能検査など）
製造された製品が、設計通りの性能を発揮し、品質基準を満たしているかを確認する非常に重要な工程です。
外観検査
目視または画像処理装置で、部品の欠損、はんだブリッジ、傷、汚れなどを確認します。
ICT（In-Circuit Test：インサーキットテスト）
基板上の各部品が正しく接続され、回路が正常に機能しているかを電気的に検査します。抵抗値、容量、導通などを測定します。
機能検査
製品に電源を投入し、実際の動作環境に近い状態で、すべての機能が仕様通りに動作するかを確認します。
ファームウェアの書き込み、ボタン操作、通信機能、ディスプレイ表示などを検査します。
信頼性試験
必要に応じて、温度サイクル試験、高湿試験、振動試験、落下試験などを行い、製品の耐久性や信頼性を評価します。
梱包・出荷までの最終工程
最終検査をクリアした製品は、顧客の手元に届くまでの安全を確保するため、適切に梱包されます。
梱包
製品本体に加え、取扱説明書、保証書、付属品（ケーブル、ACアダプターなど）を同梱し、衝撃吸収材などを用いて個装箱に収めます。
出荷
梱包された製品は、指定された倉庫や販売拠点へ向け、物流業者を通じて出荷されます。
トレーサビリティ確保のため、ロット番号やシリアル番号の管理も重要です。
ODMの製造方法と流れ
ODMは、単なる製造だけでなく、製品の企画段階からODM企業が関与し、設計から製造までを一貫して行います。
これにより、委託元企業は開発リソースを大幅に削減し、迅速な市場投入が可能になります。
ODMの製造プロセス全体像
ODMのプロセスは、EMSの製造工程に加えて、上流の設計・開発工程が含まれます。
- 製品企画・仕様策定…委託元とODM企業が協力し、製品コンセプトや市場ニーズ、ターゲット層を明確にし、詳細な製品仕様を決定。
- 設計・試作（ハードウェア・ソフトウェア）…決定した仕様に基づき、回路設計、筐体設計、基板設計、ファームウェア・ソフトウェア開発、そして試作機の製作と評価。
- 量産移行・製造…試作で確立した設計を基に、EMSと同様のプロセスで量産体制へ移行し、製品を製造。
- 認証取得・品質保証…各国の法規制や業界標準に準拠した認証を取得し、製品の品質と安全性を保証。
製品企画・仕様策定工程
ODMにおける最も重要な初期段階です。
ここで製品の方向性や目標が定まります。
- 市場調査とコンセプト立案…ターゲット市場のニーズ、競合製品の分析、自社製品の強みなどを踏まえ、製品のコンセプトを明確にします。
- 要求仕様定義…性能、機能、デザイン、サイズ、コスト、納期など、製品に求められる具体的な要件を詳細に文書化します。ODM企業との綿密なコミュニケーションを通じて、実現可能性や技術的な課題をすり合わせます。
設計・試作（ハードウェア・ソフトウェア）工程
企画・仕様策定で定まった内容を、具体的な製品の形にする工程です。
- ハードウェア設計…回路設計（回路図作成）、基板設計（パターン設計）、筐体設計（3D CADによる外装設計）などを行います。
- ソフトウェア設計…製品を動作させるためのファームウェア（組み込みソフトウェア）や、必要に応じてアプリケーションソフトウェアを開発します。
- 試作機の製作と評価…設計に基づいて試作機を製作し、各種試験（動作確認、性能評価、信頼性評価など）を行います。問題点があれば設計にフィードバックし、改善を繰り返します。
量産移行・製造工程
試作機での評価が完了し、設計が確定すると、いよいよ量産体制へと移行します。
この工程は、基本的な流れとしてはEMSの製造プロセスと同様になります。
- 生産準備…部品サプライヤーの選定、製造治具の設計・製作、生産ラインの構築など、量産に必要な準備を進めます。
- 製造…基板実装、組み立て、検査といったEMSの各工程を経て、製品が製造されます。ODM企業は、これらの工程を自社の設備や協力工場を活用して効率的に行います。
認証取得・品質保証工程
製品を市場に投入するためには、各国・地域の法規制や安全基準を満たす必要があります。ODM企業は、これらの認証取得もサポートします。
- 各種認証取得…電波法（日本）、電気用品安全法（PSEマーク、日本）、CEマーキング（EU）、FCC（米国）など、製品が販売される国・地域に応じた認証を取得します。
- 品質保証体制…ISO9001などの品質マネジメントシステムに基づき、製品の品質を継続的に管理・保証します。製造工程における品質チェックはもちろん、出荷後のサポート体制も含まれる場合があります。
EMS・ODMの製造方法における主要技術
EMSやODMの現場では、高品質な電子機器を効率的に製造するために、さまざまな先進技術が活用されています。
ここでは、その中でも特に重要な技術をいくつか紹介します。
表面実装技術（SMT）
前述の通り、現代の電子機器製造において最も重要な技術の一つです。
小型化、高密度化が進む電子部品を効率的に基板に実装するために不可欠です。
- クリームはんだ印刷機…基板のパッド部にクリーム状のはんだを正確に塗布します。
- チップマウンター…超高速で微細な電子部品を基板上の指定された位置に正確に配置します。
- リフロー炉…はんだを溶融させ、部品を基板にはんだ付けする加熱炉です。温度プロファイルの厳密な管理が求められます。
はんだ付けと検査技術（AOI・X線検査）
実装された部品のはんだ付け状態が、製品の品質と信頼性を大きく左右します。
そのため、高度な検査技術が不可欠です。
- AOI（Automated Optical Inspection：自動光学検査装置）…高解像度カメラと画像処理技術を用いて、はんだ付けの不良（ショート、断線、部品の誤実装、極性間違いなど）を自動で高速に検出します。
- X線検査装置…BGA（Ball Grid Array）やCSP（Chip Scale Package）など、目視では確認できない部品の裏側のはんだ接合部や、内部の断線などをX線を用いて非破壊で検査します。
ファームウェア書き込みと動作確認
電子機器が意図した通りに動作するためには、適切なファームウェア（組み込みソフトウェア）が書き込まれ、正しく機能することが重要です。
- インサーキットプログラマー…基板に実装されたマイコンやメモリに、専用の治具や接続端子を通じてファームウェアを書き込みます。
- 動作確認システム…書き込まれたファームウェアが正常に動作し、製品の各機能が設計通りに機能するかを自動または手動で確認するシステムです。
環境試験・信頼性試験
製品がさまざまな使用環境下で安定して動作し、長期間にわたって性能を維持できるかを評価するための試験です。
- 温度サイクル試験…高温と低温を繰り返す環境下で製品を動作させ、熱による膨張・収縮が部品やはんだ接合部に与える影響を評価します。
- 高湿試験…高温多湿環境下で製品を動作させ、湿気による腐食や絶縁劣化の影響を評価します。
- 振動試験・落下試験…輸送中や使用中に発生する可能性のある振動や衝撃に対する耐性を評価します。
まとめ
中小企業の経営者や製造部門の担当者様にとって、自社で全ての開発・製造リソースを持つことは容易ではありません。
EMSやODMを効果的に活用することで、以下のメリットを享受できます。
- コスト削減…大規模な設備投資や人材確保が不要。
- 開発期間短縮・市場投入スピード向上…専門的なノウハウを持つ外部パートナーの活用。
- 品質向上…専門企業による高度な製造技術と品質管理。
- リソース集中…自社の強みである企画やマーケティングに経営資源を集中。
自社の開発能力、製造能力、求める製品の特性、そして市場投入までのスピードなどを総合的に判断し、最適なパートナー企業と製造方法を選択することが、事業成功の鍵となります。
EMS・ODMの活用は、中小企業が新しい電子機器製品を市場に投入し、競争力を高めるための強力な戦略となり得るでしょう。
ぜひ、本記事を参考に、貴社の事業展開に最適なパートナーを見つけてください。
