置き換え開発提案
汎用電源モジュールからの置き換え提案

2020年頃から発生した半導体供給難により、当時の製造現場においては生産を維持するために高額な市場流通品を購入したり、オーバースペックな代替品を選定し改版を行う事を余儀なくされてきました。

現在、半導体の供給性は落ち着きを取り戻したものの、この間に発生したコスト上昇に対しては高止まったままの状態が続いており、今後如何にコストダウンしていくかということが大きなテーマになっています。

東京エレクトロンデバイスでは、設計・量産受託サービスを提供する中で、コストダウンを意識した部品置き換えの提案も行っています。本特集記事では、汎用電源モジュール製品の置き換えでコストダウンを実現したサポート事例をご紹介します。

電源部品の置き換えの難しさ

部品の置き換えを試みる際、完全ピン互換の部品でない限りは基板の再設計が必要となります。

特に電源ICのようなアナログ部品を置き換えるとなると、ピン配置や電気的特性が一致するケースは少なく、既存の回路との互換性を確認しながら代替品を選定することに労力を費やします。

開発現場では主に新製品の開発にリソースを割くことになりますので、負担が大きい電源回路の置き換えには消極的になることが多いのが実状です。

TEDのコストダウンサポート

東京エレクトロンデバイスでは、既存の電源回路の特性に合わせた代替部品の提案を担当FAEより行います。周辺部品の選定も含めた電源ICの使用方法の説明や、ご要求仕様に合わせた基板レイアウトのアドバイスといった幅広い技術サポートを提供しています。

特に、コストダウンを意識した部品選定と設計の最適化を重視し、お客様にメリットのある置き換えをご提案しています。

具体事例

今回はある絶縁降圧モジュールに対する代替提案のコストダウン事例をご紹介します。既存製品仕様と代替品仕様は下表の通りです。

本件に対しての提案品としては同様にトランスが内蔵されたモジュール製品を提案することが最善でしたが、あいにく弊社取り扱い製品では今回要求の出力電力に対応できる製品がなかったため、トランス外付けのコンバータ製品でTexas Instruments（以下TI）社のLM5180を選定し、高さの要求を満たすトランスとしてWurth社の750315847を選定しております。

代替製品の選定が完了しましたが、ここで懸念点となるのが
1. 提案したトランスで代替元の製品と同等の特性を実現可能か
2. トランス外付けの構成でどの程度の実装面積で収められるのか
の2点になります。

それぞれへの対応としては
1. TI社が提供している評価ボードのトランスを提案品に載せ替えて特性評価
2. LM5180＋ 750315847を用いてのPCBアートワークを作成
を行い、特性評価レポートおよびPCBアートワークを参考資料としてお客様へ提出しました。

以下は実際の作成物です。今回はトランスを載せ替えての電気的特性としては要求を満たせており、回路面積は代替元より約27％程度大きくなりますが、同じピン配置での実装可能な部品配置例を提案しました。

まとめ

電源部品における代替品の選定にはさまざまな観点での検討が必要となります。

東京エレクトロンデバイスでは、半導体商社として取り扱っている部品を活用しコストダウンを意識した置き換えの提案を行います。

また、設計・量産受託サービスを提供することで、より幅広い範囲での課題解決のサポートをさせて頂き、お客様の製造コストの削減と安定供給を実現します。

無料のオンライン相談サロンもございますので、コストダウンの実現にお悩みでしたらまずはこちらからお気軽にお問い合わせください。