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機械制御

ロールtoロール型シームレスレーザー直描露光機の開発

秋田県

インスペック株式会社

2021年2月15日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 自動車産業に革新的生産効率を提供するロングサイズFPC向け直描装置の開発
基盤技術分野 機械制御
対象となる産業分野 航空・宇宙、自動車、スマート家電、半導体
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高効率化(人件費削減)、高効率化(生産性増加)、環境配慮、低コスト化
キーワード 露光機、軽量化、長尺、レーザー、ワイヤーハーネス
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成30年度~令和1年度

プロジェクトの詳細

事業概要

自動車や航空機メーカーは、急速な電子化によるワイヤーハーネスの複雑化及び急速なコストの増大に対する解決策としてフレキシブル基板(FPC)の採用を進めている。しかし、必要な配線長さが3~6メートルに対し、FPCの製造装置である露光機は60cmまでしか対応していない。これに対応できるロングサイズシームレス露光機の開発を実施する。

開発した技術のポイント

・円筒形ドラム露光ステージによる連続露光機械の開発
-円筒形ドラム搬送機構を活用し、円筒形ドラム露光ステージを開発
-CADデータを露光用のRIPデータに変換するために、長尺パターンのワークが描画可能な変換ソフトを開発
-メモリ上のデータをリアルタイムに入れ替えしつつ露光可能なレーザービーム制御ソフトを開発
・連続型ダイレクトイメージング装置の開発
-レーザーユニットの固有振動数を解析し、露光描画に影響しないレベルであることを確認

具体的な成果

最大描画可能長さ : 6000 mm
パターンの最大幅 : 250 mm
最小配線パターン L/S(ライン/スペース) : 50μm/50μm
最大露光速度 : 30mm/秒

主な技術性能
・円筒形ドラム露光ステージによる搬送機構
ジッター:±5%以内
走行最大振れ幅:±0.5mm (10m において)
・キャリブレーション機構
機構全体の機械的再現性:±5μm

知財出願や広報活動等の状況

・令和元年12月3日に東京証券取引所兜クラブにて、製品説明会を実施し公式発表

研究開発成果の利用シーン

自動車や航空機向けなど、今までよりも長く高精度なFPCを求められるシーンにおいて、組み立てや検査の負担を減少させ生産性を改善する。
また、ワイヤーハーネスよりも軽量化が可能であり、個別IDを付与することで品質管理の信頼性を向上できる。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

更なるデータの蓄積や調整の必要性はあるものの、自動車向け仕様について製品化の目途がたったことから、令和元年12月3日に東京証券取引所兜クラブにて、製品説明会を実施し公式発表を行った。

製品・サービスのPRポイント

・継ぎ接ぎではなく、ロングサイズ露光が可能なため高精度(従来は小さいFPCを継ぎ接ぎ加工のため高精度化不可)
・レーザー直接描画により個別IDの設定が可能(従来は原版使用のため個別IDの付与は不可)

今後の実用化・事業化の見通し

・ヘッド間露光タイミングや各ヘッドのフォーカス位置など、更なるデータの蓄積並びに調整の必要性がある
・ワイヤーハーネス市場の世界市場は2025年には7兆5千億円規模になると予測されている
・これらが徐々にFPCに置き換わることで、2025年には7.0%の比率になり、売上規模としては97台、63億円程度と予測される

実用化・事業化にあたっての課題

・ヘッド間露光タイミングの調整
・各ヘッドのフォーカス位置調整
上記の点などについてさらなるデータの蓄積や調整の必要性がある。

プロジェクトの実施体制

主たる研究等実施機関 インスペック株式会社
事業管理機関 公益財団法人あきた企業活性化センター
研究等実施機関 秋田県産業技術センター 先進プロセス開発部
アドバイザー 株式会社オプセル
株式会社東北フジクラ

主たる研究等実施機関 企業情報

企業名 インスペック株式会社(法人番号:7410001008548)
事業内容 半導体パッケージ基板検査装置や精密フレキシブル基板検査装置を主力製品とする精密基板外観検査装置メーカー。
社員数 68 名
生産拠点 秋田県仙北市角館町
本社所在地 〒014-0341 秋田県仙北市角館町雲然荒屋敷79-1
ホームページ www.inspec21.com
連絡先窓口 インスペック株式会社 菅原 亮太
メールアドレス ryota.sugawara@inspec21.com
電話番号 0187-54-1888