電子産業における金属プレス加工の用途とは？

Aug 12, 2025

小型電子部品製造のための精密金属プレス加工

スマートフォン、ノートPC、ウェアラブル機器におけるマイクロ精密プレス加工の役割

マイクロ精密金属プレス加工の技術により、現代のガジェットをスムーズに動作させている小さな部品たちを製造することが可能になっています。昨年の業界データによると、現在のスマートフォンには80種類以上のプレス加工された金属部品が含まれているそうです。0.8ミリメートルの厚さしかないSIMカードスロットや、人間の髪の毛よりも薄いほぼ目立たないアンテナブラケットを想像してみてください。これらの部品が±0.005ミリメートル以下の許容誤差、つまり5マイクロメートル以下の精度で製造されているとは驚きです。このレベルの精度は、わずかな位置のずれが信号品質に影響する5Gスマートフォンのコネクターなどにおいて特に重要です。多段式段進ダイを用いることで、製造業者は電気接点の形成やノートパソコンのヒートシンクに通気パターンを同時に設計し、機能と形状を一度に実現できます。また、速度の面でも、これらの機械は1分間に1,200個以上の部品を生産でき、1千万個以上の大規模生産においても品質を維持し続けます。レーザー切断などの他の方法と比較すると、このプレス加工方式は大量生産において間違いなく効率性に優れています。

プログレッシブダイ技術を用いた金属プレス部品の大量生産

電子コネクタ用高速プログレッシブダイプレス加工

プログレッシブダイプレス加工は、切断、曲げ、成形など複数の工程を一度のプレスサイクルで同時に行うことができます。そのため、大量の電子コネクタを製造する際に多くの製造業者がこの方法を採用しています。このプロセスでは、各工程の位置精度を±0.05mmの範囲内で維持しながら、毎分1,200ストローク以上の速度に達することが可能です。USB-CポートやSIMカードスロットなど非常に小さなコンポーネントにも厳しい公差が求められますが、それにも十分対応できます。最近の製造業界の報告によると、従来のプレス加工技術と比較して、プログレッシブプレス加工を導入した企業は余分な工程を約40％削減できたとされています。これは、接点用スプリングや敏感な電子機器の干渉を防ぐための金属シールドといった精密部品を製造する際には特に大きなメリットがあります。

大量生産における金属プレス加工のスケーラビリティと原価性能

段取り装置には一貫して工程を繰り返すという組み込み能力があり、これにより製造業者は毎月1,000万個以上の部品を生産できます。さらに、多くの企業が求める基本的なコネクタの場合、部品1個あたりのコストを10セント以下に維持できます。これらのシステムに材料を供給する際には、現代の技術により非常に高い効率が実現されています。銅合金やリン青銅などの材料使用率は92％以上に達します。このような効率性は、5Gアンテナやバッテリ端子など、コストが重要となるコンポーネント製造において特に重要です。また、プレス機械には現在、IoTセンサーが内蔵されています。これらのスマートデバイスにより、サイクルタイムを約15〜20％短縮することができ、生産運転中における工具の摩耗状況も監視できます。

精密絞り加工および複合金型プレス加工による複雑な電子部品の製造

精密下げ punching はEMIシールド缶やマイクロSDカード用ハウジングの製造に非常に適しています。このプロセスでは、表面粗さが約3.2マイクロメートルRa以下と綺麗なエッジが形成されます。複合金型の場合、基本的には同時に2つの処理を行います。貫通と押し出しは、0.2mmのピッチ公差内で正確に収まる必要がある金メッキ接点ピンの製造において非常に効果的です。製造メーカーは最近、かなりの進歩を遂げました。今では、取り付けクリップや熱伝導チャネルを内蔵した多段ヒートシンクを一度の工程で製造することが可能です。これにより、サーバー部品の組み立て工程で3〜5工程もの削減が可能となり、製造プロセスにおける時間とコストを節約できます。

プレス金属ハウジングを使用したEMI/RFIシールドソリューション

電子機器におけるプレス金属ハウジングによるEMI/RFIシールドの実現方法

銅やアルミニウム合金などの導電性材料からプレス加工された金属エンクロージャは、電磁妨害（EMI）および無線周波数干渉（RFI）との闘争に役立ちます。これらの材料は入射信号を反射しますが、特定の種類のフェライト系ステンレス鋼は残留エネルギーを吸収します。ただし、ここでは小さな隙間でさえも大きな影響を与えます。0.3mmを超える開口部があると、1GHz周波数付近でのシールド性能が約40dBも低下してしまいます。そのため、プレス加工プロセスでは精度が非常に重要であり、現在では一般的に±0.05mm以内の公差を達成しています。市場に溢れる5GネットワークやIoTデバイスの台頭により、これらのシールド部品に対する需要は顕著に増加しています。実際、業界レポートでは2022年以来約22%の増加が示されています。今日、多くの製造業者は後から追加するのではなく、設計段階から接地機能を内蔵したエンクロージャ設計の構築に注力しています。

最適なシールド性能のための材料選定および設計上の考慮事項

シールド性能に影響を与える3つの要因:

要素	高性能の例	トレードオフの検討
導電性	銅 (100% IACS*)	アルミニウムとの比較でコスト高
腐食に強い	304ステンレス鋼	導電性が18%低下
成形性	焼戻しアルミニウム6061	薄いゲージはへこみのリスクあり

*国際軟銅標準

設計者は、EM漏洩の90%を占める鋭いコーナーを排除しつつ、振動下でも安定した導電性を維持するためにスプリングロード式接触点を保持するよう、エンクロージャの幾何学形状を最適化する必要があります。自動車用途においては、打ち抜きシールド部品が-40°Cから125°Cまでの温度サイクルに性能低下することなく耐えることが可能になりました。

電子システムにおける金属プレス部品の多機能統合

プレス部品における機械的機能と電気的機能の統合

最近の電子機器は、構造的な強度に加えて電気伝導性も求められる、一石二鳥の stamped parts（プレス部品）に大きく依存しています。例えば、EMIシールドプレート（電磁干渉防止板）を取り上げてみましょう。多くの製造メーカーが、これを5Gルーターハウジングのフレームとしても機能させるように設計する傾向にあります。これにより、個別に製造・組み立てる必要のある部品数を減らすことができ、生産コストを抑える上で大きなメリットがあります。昨年複数の業界で発表された調査によると、通信機器を製造する企業のうち約3分の2がこのアプローチを採用しているとのことです。その主な理由は、特に現代の機器内で狭いスペースを扱う際に、複雑な装置の組み立てをはるかに簡単にできるからです。

コンシューマー電子機器における多機能金属プレス部品の応用

スマートフォンは次の点でこの傾向を示しています：

ヒートシンクとしても機能するアンテナブラケット
アース接地点としても機能するSIMカードトレイ
EMIガスケットを組み込むボタンハウジング
この機能統合により、従来の積層型コンポーネントと比較して、スマートウォッチや超薄型ノートPCなどのデバイスで15～20％のスペース削減が可能になります。

設計における機械的耐久性と電気性能のバランス

エンジニアは、80,000 PSIの引張強度と98% IACS導電性をバランスさせる銅ベリリウム合金を使用して多機能設計を最適化しています。レーザーエッチングによる表面パターンは、折りたたみ画面デバイスで50,000回以上の曲げ試験後も電気接点の信頼性を維持します。シミュレーション駆動型設計により、±5%の機械的ストレス下で0.1Ø未満の抵抗変動を達成しており、これは自動車センサー用途において重要なベンチマークです。