プリント配線板のパターン設計から
生産までを同一事業所で一貫して実施

庄内平野の城下町として栄えた山形県鶴岡市には現在、自動車と通信関連の企業が多数立地する。OKI田中サーキットの本社・工場はJR東日本鶴岡駅にほど近い工業団地に立地し、1980年からプリント配線板を製造している。

プリント配線板は、ベースとなる板材の上に導電性の金属箔で回路を形成した電子部品だ。プリント配線板上に集積回路チップや、抵抗、コンデンサー、トランスなどの電子部品をハンダ付けすることで電子回路を形成する。回路部分にはハンダの流れをよくするためにハンダをコートすることもあるし、電気伝導性を向上させるために金めっきを施すこともある。

プリント配線板が1930年代に日本に導入される以前、電子回路は個々の部品を電線で結んで回路を形成していた。プリント配線板を使うと複雑な回路をより簡単に製造することができる上、完成した回路もコンパクトになる。導入当初は、ベースの表面に銅箔の回路パターンが形成されているだけの1層基板だったが、やがて表裏両面を使うようになり、さらには絶縁材を挟んで何層もの微細な回路パターンを積層するようになった。OKI田中サーキットが製造するプリント配線板は現在、最大積層数は50層にもなり、1本の配線の幅は50μmまで微細化している。ベースはリジッドな板だけではなく、可撓性を持つ柔軟な素材も使うようになった。

ここまで配線が微細化すると、設計と製造の両面で、たいへんなノウハウの蓄積が必要になる。例えば周波数の高い信号を通す部分は、誘電率の低い材料を使って信号伝達速度を管理する必要がある。同社は、プリント配線板専業メーカーとしてパターン設計から生産までを一貫して同一事業所で行い、ノウハウの蓄積に努めている。

1日に製造する基板の種類は、200種類に上るが、1種類の生産量は平均30枚程度。極端な多品種少量生産の現場だ。このため、宇宙用プリント配線板も産業用プリント配線板の生産の間に挟み、宇宙用に特別な手順で製造している。宇宙用プリント配線板は信頼性を重視する。

現在のJAXAプリント配線板の認定範囲は多層板で10層板まで取得している。今後、認定範囲は拡大される予定だという。

山形県鶴岡市にあるOKI田中サーキットの本社・工場。鶴岡では田中貴金属だった1980年からプリント配線板を生産している。

顧客のニーズに合わせCAD(コンピューター援用設計)でプリント配線板のパターンを開発・設計する。

基板のパターンの焼き付け工程。クラス1万のクリーンルーム内で行い、感光しない波長の照明を使用する。

OKI左抜け

焼き付けたパターン以外の部分をエッチング処理により除去した基板を検査し(左)、必要なら修正する(右)。

パターンを形成した基板をプレス機で積層する。同社では最高44枚の基板を積層した高機能プリント配線板を製造している。

穴開け工程。ドリル加工機で電子部品のリード線挿入穴や取り付け穴などを加工する。

比較的生産量の多いプリント配線板のドリルは、ロボットで供給する(左)。一方、多品種少量生産のプリント配線板の場合は人手に頼るしかない(右)。

基板の正しい位置に穴が開いているかなどをX線検査装置でチェックする(左)。外形や基板の開口部などを加工するルーター加工工程(右)。

製造したプリント配線板の導通・断線を検査する布線試験機。18台がズラリと並んでいる。

インピーダンス試験。生産量に応じて2種類の試験機(左、中)と人手による試験(右)を使い分ける。

目視で外観を検査する。こうした厳しい検査体制が同社のプリント配線板の高い品質を支えている(左)。熱衝撃試験機。宇宙用のプリント配線板では熱衝撃試験を1000サイクル程度繰り返すという(右)。

OKI田中サーキット株式会社

本社所在地 山形県鶴岡市
設立年 2012年
従業員数 310人
売上高 約50億円
主な生産拠点 本社・工場(山形県鶴岡市)
主な製品 高機能プリント配線板
これまで手がけた主な宇宙機器 人工衛星に搭載するプリント配線板
企業HP http://www.oki-otc.jp/

INTERVIEW

インタビュー

宇宙用のプリント配線板には通常の10倍も厳しい試験が必要です

OKI田中サーキット株式会社
執行役員 製造本部 本部長 斎藤一幸氏

誕生したばかりの会社だそうですね。

そうです。当社は精密電子機器向けのプリント配線板のメーカーですが、2012年9月30日までは田中貴金属工業の一部門でした。それが10月1日からOKIグループの新会社としてスタートを切ったのです。出資比率はOKI80%で田中貴金属工業が20%です。
 もともとは1970年に田中貴金属工業とパイロットインキの合弁で発足したパイロットケミカルという会社が当社のルーツです。その後、1980年に田中貴金属工業の一部門となりました。

宇宙用のプリント配線板はいつごろから手掛けているのですか?

田中貴金属工業としては、以前から宇宙分野に進出していました。一例ですがロケットエンジンを組み立て接合するために使用される貴金属ろう材は、田中貴金属工業の製品です。
 プリント配線板事業で宇宙分野へ進出するきっかけとなったのは、将来製造する製品は高信頼性の要求が高まってくることを想定し、2001年には当時のNASDA(宇宙開発事業団)の認定を取得したことでした。

取得のきっかけはなにだったのでしょうか。

製品の品質を顧客にアピールするためです。当社の製品はほぼ全量が産業用の高機能なプリント配線板です。家電製品のような民生機器向けのプリント配線板は生産していません。社会インフラ、通信機器、計測機器、半導体テスターなどの分野に向け、多品種少量の製品を供給しています。身近なところでは、駅にある列車の時刻や行き先の表示板にも当社のプリント配線板が使われています。
産業用のプリント配線板にとって、高品質と信頼性はなによりも大切です。当社は「ISO9001」や「ISO14001」といった国際化標準機構の品質管理、環境管理の認証を取得しています。しかし、規格の一般化とともに、それだけでは差別化ができにくくなりつつありました。
そこで、宇宙部門での認定を取って当社製品の品質と高信頼性をアピールできないかと考えたわけです。もちろん「宇宙分野の認定を取得しています」という宣伝効果だけを狙ったわけではありません。2003年に最初の宇宙用プリント配線板を受注。その後徐々に宇宙分野でも当社の製品を使ってもらえるようになりました。
私どもの強みはプリント配線板の設計から生産までを、一貫して行っていることにあります。すべてを一貫して行っているので、高い品質を実現できるだけでなく、難しい仕事を短納期でこなすこともできるのです。そのため、お客様から価格に見合うだけの価値があるという評価を頂くことが、会社の発展には必須となっています。そこで、新規分野として宇宙に着目したのです。

宇宙機器に御社のプリント配線板が搭載されたのでしょうか。

当社は人工衛星の搭載電子機器のメーカーさんからプリント配線板の受注を受けて納入します。発注時に提示されるのは回路図と仕様であって、「どの衛星に使う」ということではありません。ですから、私どもには「どの衛星で使われました」ということがなかなか分からないのです。

宇宙用とその他産業用のプリント配線板の違いはどこにあるのでしょうか。

宇宙用は高信頼性が非常に厳しく要求されます。例えば使用温度です。プリント配線板は125℃からマイナス30℃の高温と低温に繰り返しさらして熱衝撃試験を行います。一般産業用はお客様の要求にもよりますが、100~300サイクルの試験要求に対して、宇宙用では1000サイクルをかけても壊れないことが要求されます。かなり厳しい条件ですが、我々は一般産業用でも発電所用電子機器の基板のような、極限環境で使用する製品を供給してきました。そこで培った基礎技術が、宇宙用の製品開発に役立っています。
同時に、トレーサビリティも非常に厳密なものが要求されます。製品の製造履歴は製造後7年の保管が義務付けられています。

宇宙分野についてどのような見通しをもっておられますか。

当社の宇宙分野の売り上げは全体の4%に過ぎません。これをなんとか受注を拡大して3年後には10%以上にもっていきたいと考えています。

そのためにJAXAに要望があれば教えてください。

JAXAの認定は、一度取ったらばそれでおしまいというものではなく、条件が変われば取り直しとなります。これをもっと簡単に取りやすいような仕組みにして頂きたいと思います。材料メーカーがJAXAの認定材料から撤退し、これまで使っていた材料を、他の材料に切り替えることがままあるのですが、その場合、新たに認定の取り直しになるのです。その都度、大きな手間と時間がかかってしまいますから、変更の手続きをもっと簡略化して頂ければと考えています。

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