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自動車用PCB：知っておくべきことすべて

アレックス・チェン 2025-06-06 14183

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最高の自動車 PCBサプライヤー: PCベーシック

テレビ、カメラ、スマートフォン、コンピューターなどにプリント基板が使われていることはご存知かもしれません。実は、プリント基板に大きく依存している分野はいくつかあります。その一つが自動車です。

自動車業界で使用されるプリント回路基板は、車載用PCBと呼ばれます。PCBメーカーは、自動車向けに特別に設計しています。これらの回路基板は、自動車の安全性と性能を向上させる上で重要な役割を果たしています。

この記事では、車載用PCBの種類と用途に関する包括的な情報をご紹介します。早速始めましょう。

自動車用PCB

自動車用 PCB とは何ですか?

車載PCBは、様々な車種で使用される特殊なプリント回路基板です。自動車技術において重要な役割を果たしています。

自動車メーカーは、様々な車載電子機器にこれを使用しています。アンチロックブレーキシステム、デジタルディスプレイ、GPS、エアバッグ制御など、様々な用途で使用されています。

これらの回路が自動車業界に変革をもたらしていると言っても過言ではありません。車両の安全性と信頼性を高めているのです。

自動車の PCB 設計を見ると、通常の PCB といかに異なるかがわかります。

自動車業界には独自の要件があるため、車載用PCBは標準的なPCBとは異なります。では、車載用PCBが標準的なPCBとどのように異なるのか見ていきましょう。

自動車用PCB

自動車用PCBと標準PCBの違い

両方の PCB タイプは次の点で異なります。

材料

標準的なプリント基板とは異なり、車載用PCBは2つ以上のプレファブリケーション材料で構成されています。これにより、高湿度と高温に耐えることができます。一般的に、これらの材料には難燃性ガラス繊維エポキシラミネートとセラミック充填PTFEが含まれます。

厚さ

標準的なPCBの厚さは、ほとんどの場合0.2～3.0mmです。一方、車載用PCBの厚さは、要件に応じて0.6～3.2mmの範囲となります。

銅箔

一般的に、車載用PCBでは内層と外層に厚い銅箔が使用されています。これにより、PCBは電気振動に耐えることができ、さらに銅箔が厚いほど電流の通過性が向上します。

粘着材

通常のプリント基板には標準的な接着剤が使用されています。しかし、車載用プリント基板では、エポキシ樹脂、ポリイミド、アクリル、そして場合によってはシリコーン接着剤などの接着剤が使用されています。これらの接着剤は、プリント基板を振動や高温から保護します。

自動車用PCB

自動車用PCB技術の進化

プリント基板の歴史は20世紀初頭に遡ります。アルバート・ハンソンは、平面導体積層絶縁基板の特許を申請した人物です。

1943年まで、実際のプリント基板は製造・使用されていませんでした。アメリカ陸軍は第二次世界大戦中に初めてプリント基板を使用し、近接信管の製造に使用しました。

徐々に、さまざまな業界がこの技術を採用し始めました。今日では、玩具から戦闘機まで、PCBはあらゆる場所に存在しています。

自動車業界では、PCB技術が毎年新たなマイルストーンを達成しています。車載用PCBが車載エレクトロニクスに変革をもたらしていることは、よくご存じのとおりです。

自動車会社は20世紀半ばにPCBの使用を開始しました。複雑な電気接続の代替として登場し、配線と部品の統合を簡素化しました。

今日では、それ以上の存在となっています。今日、自動車用PCBは車両の安全性と性能を向上させています。

車載用PCBの将来は明るいと言えるでしょう。今後数年で、車載用PCBにAIが統合されるようになるかもしれません。AIは車両の安全性を高めるために、リアルタイムの判断を行うようにプログラムすることが可能になります。

電気自動車メーカーも、急速充電をサポートするためにこれらを使用する可能性があります。

PCBasicの自動車用PCBサービス

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PCBasicが提供する自動車用PCBの利点

• 厳しい汚染要件を制御および遵守します

• 自動車部品の快適性を高め、操作を簡素化し、安全規制を強化します。

• 低い電磁干渉を生じる

• 燃費向上の確保

• 低消費電力

自動車用PCB

自動車産業におけるPCBの用途と種類

かつては、アメリカ車でコンピュータ技術を搭載した車を見つけるのは非常に困難でした。これらのコンピュータの動作には複雑な車載用PCBが必要でした。しかし今日では、車載コンピュータなしでは車を動かすことはできません。国際的な自動車市場は複雑な方向へと発展しており、ますます多くの車載コンピュータがシステムのコア機能に関与し、サービスアラートを生成したり、セキュリティ機能を有効にしたりしています。

今日の自動車には多種多様な電子システムが搭載されているため、求められる車載用PCBの種類も大きく異なります。同じ車両でも、異なる技術に対応するために、フレキシブルPCB、リジッドPCB、リジッドフレックスPCBが必要になる場合があります。電子部品を搭載した自動車へのニーズが高まるにつれ、車載用PCBの種類も増え続けています。

車載PCBメーカーは、多様なPCBオプションを提供する必要があります。現在、PCBを使用して効率と安全性を向上させるシステムやオペレーションには、リアLEDライト、ドライビングライト、トランスミッション制御装置、快適性制御ユニットなどがあります。また、エンジンマネジメントシステム、エンターテイメントシステム、デジタルディスプレイ、レーダー、GPS、パワーリレータイミングシステム、バックミラー制御などにもPCBが使用されています。

車載用PCBメーカーは、様々な種類のPCBを提供する必要があります。しかし、自動車業界向けにプリント回路基板を製造、組み立て、輸送するメーカーは、耐久性と耐腐食性に優れた車載用PCBも提供する必要があります。より長いライフサイクルをサポートするためには、迅速な放熱を可能にする高温対応の車載用PCBが不可欠です。

こうした特殊な車載用PCBにはどのような種類があるのでしょうか？詳しく見ていきましょう。

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自動車用PCBの種類

自動車業界では、スペース、重量、コストに関する厳しい要件を満たすために、様々なPCBが使用されています。これらの車載用PCBの構造や使用される材料や基板の種類はそれぞれ異なります。車載用PCBには、以下の種類があります。

リジッド PCB:

これは従来のPCBで、柔軟性がなく、通常はFR4で製造されます。アプリケーションプログラムには、ディスプレイモニターとリバースカムスクリーンが含まれます。

フレキシブル PCB:

これらのPCBは、柔軟なプラスチック基板で作られています。ねじったり曲げたりできるという利点があり、幅広い用途に使用されています。特に、ディスプレイ、コントロールパネル、照明スイッチなどの接続など、スペースが限られている場所や不規則な形状の場所で広く使用されています。

リジッド PCB とフレキシブル PCB:

これらは上記の2種類のPCBを組み合わせたもので、両方の利点を備えています。リジッドフレックスPCBは照明システムに使用されます。

LED PCB:

高出力・高輝度LEDの使用増加に伴い、放熱性に優れた車載用PCB（通常はアルミニウムなどの金属基板を使用）が求められています。このタイプのPCBは、車のウィンカー、ヘッドライト、ブレーキランプなどに使用されています。

HDI PCB:

HDI（高密度インターコネクト）の略称は、単位面積あたりの電気接続が高密度なPCBを意味します。これらの車載用PCBは、より広い空間と配線、より小さなビアとキャプチャパッド、そしてより高い接続パッド密度を備えています。HDI PCBは、配線品質の向上とソリューションの軽量化、小型化のため、インフォテインメントシステムに広く使用されています。

自動車用PCB

自動車用PCB材料と主要部品

自動車用プリント基板は、以下の部品と材料で構成されています。

基板/ベース材料

車載用PCBは、高い機械的強度と優れた熱安定性を備えたベース材料を特徴としています。これらのPCBに使用される最も一般的な基板材料には、セラミックとポリイミドがあります。

銅箔

銅箔は、車載PCBに使用されるもう一つの主要材料です。車載PCBの設計をよく見ると、銅で作られた導電パターンが目に入ります。PCB設計者は、この用途に高品質の銅のみを使用しています。

はんだ跡

はんだストップとも呼ばれるはんだマークは、銅配線に塗布される薄いポリマー層です。配線を短絡から保護するだけでなく、過度の熱からも保護します。

シルクスクリーン

シルクスクリーンは、プリント回路基板上のさまざまなコンポーネントのラベルを示すインクの跡です。

熱伝導性材料

これらの材料は過剰な熱を放散し、他のコンポーネントが理想的な温度で動作するようにしています。

自動車用PCB部品

自動車用 PCB は次のコンポーネントで構成されています。

• コネクタ

• マイクロコントローラ

• センサー

• 安全システム

これに加えて、回路基板には、電力管理、エンジン制御、安全機能、インフォテインメント用の専用チップが搭載されています。

自動車用PCB

自動車の安全性と性能における自動車用PCBの役割

自動車用PCBは、現代の自動車の安全性を高める上で重要な役割を果たしています。自動車に搭載される安全PCBは様々な方法で機能します。一般的な例としては、以下のようなものがあります。

エアバッグ

言うまでもなく、エアバッグは車両にとってどれほど重要なのでしょうか？しかし、車載PCBがエアバッグ展開システムの管理に役立っていることを知らない人が多いようです。PCBはセンサーデータを処理して、衝突時にエアバッグを展開するタイミングを決定します。

ADAS（先進運転支援システム）

今日、ADASは自動車事故の発生件数を最小限に抑える上で重要な役割を果たしています。しかし、この安全システムの正確な動作は、車載PCBに大きく依存しています。PCBはデータを処理し、あらゆる種類の警告を発します。

アンチロックブレーキシステム（ABS）

最近のほとんどの車にはABS安全機能が搭載されています。これは車両のステアリング制御とブレーキシステムの短縮に役立ちます。

アンチロック・ブレーキ・システムは、PCBを利用してブレーキの応答性を向上させます。さらに、車両の制御維持にも役立ちます。

電子安定制御（ESC）

ESCシステムにも自動車用PCBが使用されていることに気づくでしょう。ESCシステムはステアリング角度、ホイール速度、加速度を監視します。

自動車通信ネットワーク

安全PCBは、自動車の通信ネットワークの管理にも役立ちます。これらの回路基板は、CAN、FlexRayなどの安全関連システムをサポートします。

自動車メーカーは、安全性に加え、車両の性能向上にも車載用プリント基板を採用しています。性能向上PCBとして知られる車載用プリント回路基板は、車両の性能を最適化することもできます。

自動車用 PCB が車両の性能向上にどのように役立つかを学びましょう。

燃料噴射制御

エンジン制御プリント基板は、シリンダーへの燃料噴射のタイミングと量を制御します。その結果、自動車は最適な出力を得ることができます。

衝撃荷重とエンジン振動の管理

自動車用PCBは、エンジンからの振動や路面の衝撃も制御します。これらの振動や路面の衝撃を直接制御する役割は担っていませんが、サスペンションシステムの制御も担っており、衝撃や路面の衝撃をさらに抑制します。

エンジン制御

エンジン制御PCBは、エンジンの動作のさまざまな側面を制御します。これらは車両のエンジン制御ユニットの重要な部品であり、燃料噴射、出力、点火時期などの制御に役立ちます。

ギアコントロール

オートマチックトランスミッションを搭載した車両では、トランスミッション制御ユニットとギアシフトの処理にプリント回路基板が使用されています。

自動車用PCB製造における課題と解決策

自動車用PCBは自動車業界の多くの作業を容易にしています。しかしながら、これらのPCBの製造は容易ではありません。

メーカーは、これらのプリント基板回路を製造する際にさまざまな課題に直面します。

1. 技術革新

PCB技術は技術の進歩により継続的に進化しています。一部のメーカーにとって、この革新に追いつくのは困難な課題です。

生産に革新を取り入れなければ、競争相手に勝つのは容易ではありません。

この問題を克服するために、企業は現代の期待と要求を満たすトレーニングを従業員に提供する必要があります。

2. 過酷な環境に耐える

自動車は様々な環境条件下で動作します。メーカーは、機能性を損なうことなく様々な気象条件に耐えられるプリント基板を製造しています。しかし、残念ながら、それは一見簡単そうに思えるほど簡単ではありません。

一般的に、メーカーはPCBにラミネートと高度なコーティングを施し、あらゆる状況で完璧に機能するようにしています。

3. 自動車用PCB規格への適合

自動車業界は品質に関して非常に厳格です。PCBメーカーは数多くの品質基準を遵守する必要があります。

自動車用PCBの役割は車両の安全に直接関係するため、完璧な状態でなければなりません。これらのPCBは、長期間にわたって故障することなく完璧に動作しなければなりません。

最近のメーカーは、回路基板の品質を向上させるために自動組み立てを採用しています。

4. 小型化の複雑さ

PCBには小さな部品や材料が含まれているため、構造が複雑です。さらに、車両内では狭いスペースに配置する必要があります。

そのため、製造工程ではPCB基板の精度を確保するために一連の検査が行われます。さらに、メーカーは様々な車載用PCBソリューションと小型化技術を採用しています。

自動車用PCB

自動車分野における車載用PCBの影響

自動運転や電気自動車業界に焦点を当てると、自動車の安定した動作に必要な繊細なセンサーやコンポーネントがすべて自動車用 PCB に統合されていることがわかります。

車載用PCBを車のシャーシと考えてみてください。エンジン、センサー、車軸、そしてホイールといった電子部品が、PCB上に搭載されます。車載用PCBにとって、信頼性は最も重要です。車載用PCBは過酷な環境条件や振動にも耐える必要があり、その性能は期待外れであってはなりません。最も重要なのは、車載用PCBメーカーが長期的にISO 16949自動車規格に基づくISO/TS 9001認証を取得することです。耐熱性と長寿命は、車載用PCBを他のプリント基板と大きく異なるものにしています。

自動車用PCB技術は新興産業の発展を促進する

自動車は、たとえ有人であっても、複雑なシステムとソフトウェアの集合体へと成長しました。車両による運転の代替を目指す中で、これらの意思決定を行う車両の頭脳は最高品質でなければなりません。そのため、Advanced Circuitsのような車載用PCBサプライヤーとアセンブリ企業は、重要な貢献者となるでしょう。

自動車用PCB市場の世界的展望

2018年から2024年にかけて、世界の自動車用PCB市場は14億米ドルを超えると予想されています。

2020年から2025年にかけて、自動車用PCB市場の複合年間成長率は約6％になると推定されています。

2018年の車載PCB市場において、片面PCBが最大のシェアを占めました。車載照明システム、ワイパーシステム、電子スロットルモジュールといった電子製品への普及が、車載PCB市場の成長を促進する可能性があります。中国、台湾、韓国といった国々は、アジアにおける片面PCBの主要メーカーです。今後数年間で、多層PCBおよびフレキシブルPCBの車載PCBが大幅に成長すると予想されます。

リジッドフレックスPCBの適用性の継続的な向上、車載インフォテインメントシステムの普及、新エネルギー車の登場、そしてADASの潜在能力の高まりは、世界の車載PCB市場の成長に寄与すると予想されます。高級車は高度な電子システムを搭載し、ユーザーに優れた安全性、快適性、利便性を提供しています。そのため、予測期間中、軽高級車が世界の車載PCB市場の重要なシェアを占めると予想されます。

車載PCB市場の成長を牽引する主な要因は、自動車の生産・販売台数の増加と先進安全技術の搭載です。一方で、これらは政府機関による義務的要件であり、利便性と快適性を高めるシステムへの需要と市場の成長は、ハイブリッド電気自動車（HEV）やバッテリー電気自動車（BEV）にも当てはまります。

A自動車用PCB市場の概要

2019年64.8月、トライポッド・テクノロジーは中国湖北省仙桃生産拠点に2020万ドルの増産ライン建設契約を締結しました。新工場は中国国内の自動車メーカーおよび国際市場に自動車を供給し、増加する自動車生産需要を取り込む予定です。そのため、XNUMX年以降、車載用PCBの需要は大幅に増加すると予想されています。

2020年XNUMX月、Lumax Industriesは日本のスタンレー電気との合弁事業を拡大しました。同社はインドの自動車産業に、スタンレー電気の現在および将来の製品をフルラインナップで提供します。車載用PCBは、Lumaxの自動車照明システムの中核部品です。Lumaxは、スタンレー電気との製品ラインを拡大し、幅広い高度な電子部品製品を提供することに重点を置いています。合弁会社はまもなく、製品ラインを暖房、換気、空調パネル（HVAC）に拡大する予定です。そのため、車載用PCBの需要はさらに拡大する可能性があります。製品は、ハリヤナ州バワルの新しい電子機器工場でローカライズされ、製造されます。現在、日本のOEMと協議中です。

車載用PCBの主な市場動向

電気自動車の販売増加は自動車用 PCB 市場の成長を促進します。

世界的な自動車排出ガス問題と、電気自動車の販売促進に向けた政府の取り組みに対する人々の懸念が高まっています。その結果、電気自動車の販売はより高い年平均成長率で成長するでしょう。例えば、ノルウェー政府は一部の税率を引き下げ、インフラ整備にも多額の投資を行っています。これらの施策は電気自動車の販売を促進し、2025年までにこの地域を環境に配慮した地域へと進化させることを目指しています。

電気自動車における先進運転支援システム（ADAS）技術の採用拡大に伴い、車載用PCB市場の需要は徐々に増加しています。今後数年間で、ADASシステムにおける車載用PCBの使用はますます拡大すると予想されています。そのため、世界の車載用PCB市場のサプライヤーは、今後数年間で増加する自動車へのADAS搭載のトレンドに対応したいと考えています。さらに、車載インフォテインメント（IVI）システムの搭載拡大も、フレキシブルPCBの需要を押し上げると予想されます。

PCB設計シミュレーションのデジタル化は、世界の自動車用PCB市場における中心的なコンセプトになりつつあります。これにより、設計プロセスのシミュレーションに実際に統合する前に、適切なプロトタイプの準備を確実に行うことができます。さらに、エンジン機構と推進技術の電動化は、自動車用PCB市場のさらなる発展を促進すると予想されます。

インストルメントパネルスイッチ、ステレオおよびオーディオ部品、デジタルスクリーンおよびディスプレイシステム、車両レーダーシステム、ナビゲーションシステム、車両診断装置などの需要増加も、車載PCB市場の牽引役となっています。2018年、車載PCB市場において、内部部品市場は最大の市場セグメントとなりました。安全規制の強化と運転体験の向上を重視する自動車メーカーは、先進的な車載PCBへの投資を積極的に行っています。アジア太平洋地域は2018年において最も重要な車載PCB市場であり、予測期間中も引き続き市場をリードする立場を維持する可能性があります。

エンジン制御部品分野は、車載PCB市場において1番目に大きなシェアを占めています。ECUの採用増加は、プロセッサや半導体の採用増加に繋がり、間接的に車載PCB市場の成長に影響を与えるでしょう。パワートレイン部品はハイブリッド車や電気自動車に広く採用されており、車載PCBの需要も高まっています。さらに、燃料排出規制の強化により、OEMやTier XNUMXサプライヤーはパワートレイン部品の電動化に注力せざるを得なくなっています。

アジア太平洋地域が大きな市場シェアを占める

この地域は世界人口の約60％を占め、世界の主要な発展途上国です。建設、輸送、工業化などにより、中国やインドなどの経済は急速に成長しました。これにより、アジア太平洋地域での自動車需要が増加しました。さらに、この地域の一部の国では、車両にアクティブおよびパッシブな安全機能が必要とされており、アジア太平洋地域の自動車用PCB市場の成長を促進しています。地域政府は、電気自動車の購入率を高めるために、電気自動車の購入者に補助金を提供しようとしました。たとえば、日本政府は、2050年までに国内の内燃機関車両の使用を廃止するために、電気自動車を購入する購入者にXNUMX回限りの補助金を提供しています。

例えば、30キロワット時の日産リーフの所有者は約3,000米ドルの補助金を受けることができます。補助金の上限は、車両の走行距離に応じて7,700米ドルです。さらに、ゼロエミッション電気自動車を購入する消費者は、毎年自動車税を50%減額できます。

COVID-19の影響により、日本の主要自動車部品サプライヤーは2020年初頭に市場からの撤退を余儀なくされました。COVID-19の影響が収束に向かうと、世界の自動車用PCB市場の状況はさらに悪化するでしょう。こうした不確実性から、日本の主要自動車メーカーは中国への依存からの脱却を決定しました。

自動車用PCB市場：地理

中国、日本、韓国、台湾では、人件費と物流費の低さから、自動車生産が着実に成長を続けています。生産能力の向上、デジタル化の進展、そして自動車産業への継続的な投資は、この地域における車載用PCB産業の発展を促進しています。米国とカナダでは電気自動車とハイブリッド車の販売が継続的に増加しており、北米は世界の車載用PCB市場において2番目に大きな地域となっています。ドイツ、英国、フランスにおける電気自動車の需要の高まりは、欧州における車載用PCB市場の成長の主な理由の一つです。

ブラジルはラテンアメリカにおける車載用PCB市場の主要地域です。しかしながら、ベネズエラの政治的混乱、ブラジル経済の縮小、そして自然災害は、ラテンアメリカにおける車載用PCB市場の成長に影響を及ぼす可能性があります。さらに、サプライヤーの拠点拡大に伴い、中東アフリカ（MEA）地域の車載用PCB市場は大幅な成長を遂げています。