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生産設備に関する記事

基板加工機とは?種類や活用事例、導入の相談におすすめなメーカ紹介

電子部品を載せて電気的な接続を実現するプリント基板は、電子機器が動くためになくてはならない存在であり、私たちの暮らしを支えています。

今回は、プリント基板を製作するときに使われる基板加工機の基礎知識として、特徴や種類、導入事例、おすすめメーカーなどをご紹介します。

もし、基板加工機の導入コンサルティングを受けて、

  • 省力化、省人化してコストダウンしたい
  • 生産性アップして売上を上げたい
  • 人的ミスを減らして品質価値を高めたい
  • どのメーカーの基板加工機を使えば効率的かわからない

という場合は、お気軽にFAプロダクツまでお問い合わせください。
関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

1.基板加工機とは何か?

(1)プリント基板とは

私たちの身の回りにある電子機器には、数え切れないほど多くの電子部品が使われています。プリント基板は、それらの電子部品を固定して電子回路を作るための土台となるものです。

一般的には、緑色の板の形状をしており、電子機器の中に入っているのを見たことがある人は多いのではないでしょうか。

プリント基板は、次の2つをまとめて指す総称となっています。

1.プリント配線板(PCB) 絶縁体でできた基板の上に、電気を通す導体の配線が施された状態の「プリント配線板(Printed Wiring Board)」
2.プリント回路板(PWB) PCBに電子部品が実装されて、電子回路として機能する状態の「プリント回路版(Printed Circuit Board)」

製品ごとに電子回路のパターンが異なるため、プリント基板は基本的にはオーダーメイドで製作されます。設計データを作成し、それに基づいてプリント基板が作られていくという流れです。

(2)基板加工機とは

基板加工機とは、プリント基板を加工する設備のことです。

基板加工機では、プリント基板の切断や回路パターンの作成、穴あけなどの加工を行います。CADなどの設計ソフトで作成したプリント基板のデータを読み込むことで加工機が動き、設計したとおりのプリント基板を簡単に製作できます。

基板加工機は、ドリルなどの工具を用いて切削加工を行うものと、レーザ加工を行うものの2種類に大きく分かれており、プリント基板の形状などの加工条件によって使い分けられています。

(3)基板加工機の特徴

基板を加工する方法としては、薬液によって基板の不要な部分を溶かすエッチング加工という方法もあります。エッチング加工の場合、大量生産には向いているものの、廃液を適切に処理する必要があるため管理が大変だというデメリットがあります。

基板加工機はエッチング加工のように廃液を処理する必要がないため、管理が比較的簡単だというメリットがあります。コストについても、エッチング加工で必要なマスク(型)を必要としないため、比較的安価にプリント基板を加工できます。

しかし、基板加工機によるプリント基板の加工は加工時間がそれなりにかかる傾向にあり、大量生産にはあまり向いていません。

以上の特徴から、基板加工機は研究開発や試作品製作、多品種少量生産に適した設備だと言えるでしょう。プリント基板を作りたいときにすぐに起動して加工できるのが、基板加工機を導入するメリットです。

2.基板加工機の種類と導入事例

では、次に基板加工機の具体的な導入事例をご紹介します。

(1)切削加工タイプ

切削加工を行う基板加工機では、ドリルなどの切削工具を高速回転させてプリント基板を削り、設計したとおりの形状に仕上げていきます。

次の動画では、切削加工によってプリント基板の外形を切断していく様子を見ることができます。

また、次の動画では、プリント基板に回路パターンを作っていく様子を見ることができます。

切削加工タイプの中には、切削工具を作業者が手動で交換するモデルと、切削工具の自動交換機能の付いたモデルがあります。自動交換機能付きの基板加工機を用いれば、作業者はセッティングを行うだけでよく、業務の効率化を図ることができます。

(2)レーザ加工タイプ

レーザ加工を行う基板加工機では、レーザー光を照射して熱によってプリント基板を溶かしながら加工を行います。切削加工タイプの基板加工機に比べると、より高速で加工できるのが特徴です。

次の動画では、レーザー加工によって素早くプリント基板ができあがっていく様子を見ることができます。

レーザー加工タイプの中には、特定の用途に特化したタイプもあります。たとえば、三菱電機の基板穴あけ用レーザ加工機「GTW5シリーズ」は、0.1mm程度の穴を1秒間に6,000個も加工できるため、大量生産にも対応しています。

切削加工タイプに比べると設備費用が高額になりますが、素早くかつ高精度に加工することができるレーザー加工タイプの基板加工機は製造現場でもよく活用されています。

3.基板加工機の主要メーカ

基板加工機は、実に多くのメーカが参入しています。ここで主要なメーカをご紹介しますので、選定の一助としていただければ幸いです。

(1)LPKF Laser & Electronics AG

LPKF Laser & Electronics AGは、1976年に設立されたドイツのレーザーシステムメーカであり、基板試作加工機におけるパイオニアです。レーザーテクノロジーを柱として、PCB基板製造やマイクロエレクトロニクスにまつわる装置や生産装置の設計・製造・販売をしています。

レーザー加工タイプが主力ですが、切削加工タイプの基板加工機も取り扱っています。高精度なプリント回路基板の切削と穴あけを行える「ProtoMat」というシリーズは、世界で最も販売されている基板試作加工機です。

(2)ミッツ株式会社

ミッツ株式会社は、試作基板加工機を開発・販売するメーカです。日本国内の基板加工機メーカとして、有名な企業の1つでもあります。

切削加工タイプの基板加工機や周辺機器を取り扱っており、低価格かつコンパクトな製品群が主力です。加工精度を重視したハイエンドモデルの「FP-21T」では、一般的な基板加工だけでなく薄い基板や基板以外の素材の加工にも応用できる拡張性があり、多用途に使うことができます。

(3)三菱電機株式会社

三菱電機株式会社は、FA機器全般を取り扱う総合電機メーカです。製造現場で使われる加工機も豊富に取り揃えており、レーザ加工機を開発・製造しています。

基板加工用のレーザ加工機としては、基板の穴あけに特化した製品シリーズを取り扱っており、高い加工精度を維持しつつ高速で加工できます。また、2ワーク2ビーム加工機が主流となっており、2つの基板を同時加工できるなど、生産性の高さに強みのある基板加工機となっています。

4.基板加工機を導入するときのおすすめの相談先3選

基板加工機を導入するときは、まずどの基板加工機が自社に適しているのか見極めつつ、多くのメーカを比較することになります。ですが、日々の作業に追われていると、じっくりと選定に時間をかけるのは難しいでしょう。
最後に、設備導入のサポートをしているおすすめのメーカを3つ、ご紹介します。

株式会社FAプロダクツ

【特徴】
FAプロダクツは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。

また、お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。

【ポンチ絵とお見積りのサンプル】

テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。

【所在地】
茨城県土浦市卸町2丁目13-3
TEL.050-1743-0310(代表)
FAX.050-3156-2692(代表)
https://jss1.jp/

【営業品目】

  • 産業用ロボット
  • 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
  • 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
  • 治具の設計・製作

【実績】
NM社(電子部品の製造販売)、HS製作所(情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売)、TT社(ショッピングセンターなどリテール事業)、SM社(自動制御機器の製造・販売)、OR社(自動車安全システムの製造販売)

イープロニクス株式会社

【特徴】
イープロニクス株式会社は、エレクトロニクス製品や各種検査装置、メカトロなどの開発・製造・販売を行うメーカーです。自社製品の基板加工機は切削加工タイプからレーザ加工タイプまでさまざまなタイプを取り揃えています。それに加えて、基板加工機のレンタルやプリント基板製作における周辺工程の機器も取り扱っています。

【所在地】
東京都渋谷区上原1-47-2
TEL.03-3465-7105(代表)
FAX.03-3467-6159(代表)
https://www.epronics.co.jp/

株式会社バイナス

【特徴】
株式会社バイナスは、ロボットエンジニアリング事業とFA教育システム事業を手掛けるシステムインテグレータです。LPKFの基板加工機を取り扱っており、主に技術者を教育する機関向けの導入実績が豊富にあります。

【所在地】
愛知県稲沢市平和町下三宅菱池917番地2
TEL.0567-69-6981(代表)
https://bynas.com/

5.基板加工機の導入に関するご相談はFAプロダクツ

本記事では、基板加工機の特徴と種類、導入事例、主要なメーカーなどについて解説しました。前提となるプリント基板についても簡単に紹介しましたので、基板加工機についての理解が深まっていれば幸いです。

現在ではあらゆるものの電子化が進んでおり、プリント基板のニーズはますます増加していくでしょう。電子回路を取り扱う企業であれば、研究開発や試作加工を行うために基板加工機を導入しておくと良いかもしれません。

FAプロダクツは、生産設備の導入コンサルティングを行っており、基板加工機の導入についてもサポートしております。基板加工機の導入をご検討の際には、ぜひFAプロダクツにお声がけください。

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