半導体製造装置は構造が緻密であることから、切削加工に関しても高い技術力が要求されます。ここでは、半導体製造装置の基礎知識や取り扱っている切削加工業者をピックアップし、まとめています。
半導体製造装置とは、シリコンウエハという薄い基板に超微細な回路を形成し、そこから高性能なチップを生み出すために用いられるさまざまな装置の総称です。
代表的な例としては、回路パターンをウエハに焼き付けるフォトリソグラフィ装置や、不要な部分を削り取るエッチング装置、ウエハをチップ単位に切り離すダイシング装置などがあります。
これらの工程を繰り返しながら、スマートフォンやパソコン、自動車などに欠かせない高性能な半導体が完成します。
微細化が進むほど、極端に小さい領域に複雑な構造を実現しなくてはならず、製造装置には高度な制御技術が求められます。
半導体製造装置は構造が緻密であり、それを構成する部品の加工にも極めて高い精度が求められます。そのため、切削加工においても素材に適した工具や設備の導入が必要です。
特に、半導体は非常に微細な回路や構造を内包しているため、わずかなダメージが生じるだけでも大きな性能低下につながります。
そこで重要になるのが、素材に適した工具や設備の導入、そして温度や圧力を精密にコントロールする環境づくりです。
半導体は薄くて繊細なので、加工の際に余分な熱が加わると形状がゆがんだり、内部構造が損なわれたりします。こうしたトラブルを防止するためには、適切な冷却装置の活用に加え、作業スペースの室温や湿度も管理することが不可欠です。
半導体の切削では、まず刃物選びが大きな決め手となります。硬度の高い工具を用いて高速で加工すれば短時間で仕上げられますが、工具負荷や発熱が増大して部品を傷つけるリスクが高まります。
逆に、低速で丁寧に削ろうとすると時間がかかりすぎて、生産効率が大幅に低下してしまいます。
したがって、素材と製品形状に合わせて刃物材質や切削条件を選定する必要があります。
また、ナノレベルの平面度や真円度が要求されるケースも珍しくないため、わずか数ミクロン単位の誤差を見逃さない測定装置の導入や、綿密な工程設計が求められます。
こうしたポイントのどれか一つが欠けるだけでも、最終製品の性能が大きく損なわれてしまいます。
| 材質 | STAVAX |
|---|---|
| サイズ | Φ20Ｘ50 |
| 精度 | 全カ所幾何公差0.01以下 |
| 加工方法 | 精密切削加工 |
こちらの部品は、5G向け製造装置で使用される高精度部品です。旋盤、フライス、研削、ワイヤー加工といった多工程を経て製作されていますが、特に注目すべきは「同芯度・振分け精度が0.005以内」という高い要求をクリアしている点です。このような精度を実現するためには、加工技術だけでなく、工程ごとの徹底した品質管理が必要です。また、難削材を用いることで、長期的な耐久性をも確保しています。
| 材質 | DC53 |
|---|---|
| サイズ | Φ30Ｘ30 |
| 精度 | 全カ所幾何公差0.01以下 |
| 加工方法 | 精密切削加工 |
こちらも5G向け製造装置用の部品ですが、特に幾何公差が0.01以下に設定されていることが特徴です。幾何公差は部品の形状や配置に関する厳密な基準であり、これを満たすには高精度な切削加工が欠かせません。複雑な形状の部品であっても、数値通りに加工を行い、すべての要件をクリアするための技術が必要となります。
| 材質 | STAVAX |
|---|---|
| サイズ | Φ1x1000カ所 |
| 精度 | 穴位置精度±0.005 |
| 加工方法 | 精密切削加工 |
この事例では、半導体業界向けの精密小径穴加工が施された部品を取り上げます。穴位置精度は±0.005という非常に高い精度が求められており、加工の難易度が高い製品です。また、穴の内径部分の面粗さもナノレベルで仕上げられているため、ただの切削加工だけでなく、表面処理技術も必要となります。これにより、半導体製造装置に必要な細部の高精度加工を実現しています。
| 材質 | アルミニウム、SUS |
|---|---|
| サイズ | 2x50x50 |
| 精度 | 溝ピッチ±0.01 |
| 加工方法 | 溝ピッチ±0.01 |
チップトレイは、半導体チップを保持・搬送するために使用される製品で、非常に精密な加工が要求される部品のひとつです。切削加工によって、細かい構造を正確に削り出し、高い平面度と滑らかな表面を実現しています。これにより、半導体チップを安全かつ正確に搬送できるようになり、製品の信頼性を高めています。
| 材質 | STAVAX |
|---|---|
| サイズ | □1.7 |
| 精度 | ±0.002 |
| 加工方法 | 精密切削加工 |
こちらの事例では、STAVAXという難削材を使用した精密四角穴ポケット加工品を紹介します。STAVAXは高硬度かつ高耐久性を持つ材料で、主に樹脂成形やセンサー成形基盤の金型として使用されています。切削加工においては、非常に複雑な形状を高精度で仕上げる必要があり、ナノレベルの表面精度が要求される部品です。
切削加工会社を紹介する当メディア「切削アンサー」では、特定の要望に応えてくれる信頼できる加工会社を厳選して紹介しています。切削加工会社選びに困っている担当者はぜひ参考にしてください。
島根県に本社を置く1953年創業の切削加工業者。特殊鋼や難削材の切削加工を得意としており、半導体製造装置をはじめ各種先端分野での加工の提供実績が豊富にあります。特殊鋼の調達ネットワークを活かし、ニーズに応じた素材調達にも対応できます。
材質はパーマロイで、精密ロータリー研削盤を使用して加工を行いました。研削対象はフランジ部のロータリー部分です。難しい材質であっても、高い精度で加工することが可能です。
切削加工で粗削りし、その後熱処理を経て、研削加工でより高精度に仕上げる場合、通常下記のように作業ごとに対応できる会社にそれぞれ依頼しなければなりません。1つ1つの作業を別業者に依頼するため、ラリーが多く納品までに時間がかかります。さらに、コストがかさむ場合もあるでしょう。
守谷刃物研究所では、切削加工・熱処理・研削加工を自社で一貫対応できるため、やり取りもスムーズで工数も無駄になりません。さらに、精密さが求められる半導体製造装置の部品や医療部品などの難削材の加工にも対応可能です。切削から研削までを一連で依頼したい場合は、ぜひ守谷刃物研究所に相談してみてください。
| 所在地 | 島根県安来市恵乃島町113-1 |
|---|---|
| 電話番号 | 0854-23-1311 |
| 営業時間（定休日） | 8:30～17:00（定休日：基本土曜・日曜・祝日） |
| 公式URL | https://www.moriyacl.co.jp/ |
国内に1つの工場と17の営業拠点をもつ1941年創業の企業。海外展開もしており、国内調達が難しい部品調達にも柔軟に応じることができます。切削加工の依頼が多く、小ロットだけでなく量産にも対応することが可能です。
公式HPに加工事例はありませんでした。
| 所在地 | 東京都墨田区横網2-5-14 |
|---|---|
| 電話番号 | 03-3626-1221 |
| 営業時間（定休日） | 記載なし |
| 公式URL | https://www.byokaneworld.com/ |
秋田県に本社を置く切削加工の業者です。ミクロン単位の切削加工に長けており、±0.002㎜の高精度加工に加えて大量生産にも対応が可能。主に半導体や医療機器向けに高精度な切削加工による部品供給を行っています。
材質には、代表的なアルミ合金「A5052」を使用しています。アルミブロックのサイズは80×80×60mmで、マシニングによる総切削加工により、±0.005mm以内の高精度で仕上げています。1個からのご注文にも対応可能です。
材質はアルミ合金「A5052」を使用しており、サイズは75×50×20mm、精度は±0.005mm以内となっています。三次元測定による検査保証付きで、安心してご利用いただけます。
アルミ合金「A5052」を使用したアルミブロックです。サイズは65×30×25mmで、精度は±0.005mm以内に仕上げています。三次元測定による検査保証付きで、品質面でも安心です。加工は1個からご依頼いただけます。
| 所在地 | 秋田県由利本荘市矢島町城内字沖小田429 |
|---|---|
| 電話番号 | 0184-56-2637 |
| 営業時間（定休日） | 8:30～17:20（定休日：記載なし） |
| 公式URL | https://ktech.co.jp/ |
小径深穴加工、複雑形状加工といった特殊な切削加工を得意としている業者です。恒温室設備を完備しており、温度変化による素材への影響を最小限に抑えながら緻密な切削加工が行えます。月40万個の量産に対応することも可能です。
公式HPに加工事例はありませんでした。
| 所在地 | 愛知県豊川市穂ノ原3-22-15 |
|---|---|
| 電話番号 | 0533-85-11550 |
| 営業時間（定休日） | 8:00～17:00（定休日：週休2日、年末年始、GW、夏季休暇） |
| 公式URL | http://www.curius.co.jp/ |
大まかに削る切削加工だけではなく、半導体装置に用いられる部品は高精度を担保するために研削加工も必要です。研削加工でさらに細かい単位で削り、仕上げていきます。ここでは、研削加工まで対応できる切削加工会社を紹介していますので、ぜひ参考にしてください。
切削加工会社選びの手助けをする当サイト「切削アンサー」では、他にも部品別に切削加工ができる会社を一覧で紹介しています。 対応している部品別に切削加工会社を探したい方はぜひ参考にしてください。
切削加工を行う会社は多くありますが、いざ問い合わせると特定の要望に対応できなかったり、不良品がでてコストがかさんだりすることも…。 当サイトを読めば、もう断られない切削加工会社が1分で見つかります。
依頼者の事情や加工品によって異なる、様々な要望に応えてくれる切削加工会社を紹介します。
なお、ここで紹介する会社は、信頼できる加工会社を選ぶ際に大前提として押さえておきたい、下記2つの規格を保有する会社の中から選定しています。
・品質担保の観点から、国際的な品質マネジメント規格「ISO9001」
・信用性の観点から、国際的な環境マネジメント規格「ISO14001」
※選定基準：2024年2月28日にGoogleにて「切削加工」「研削加工」と検索した際に表示される切削加工・研削加工に対応する会社123社を調査しました。（切削加工を依頼した際に、素材や精度により研削加工が必要になるケースもあることから、「研削加工」も含めて調査しています。）その中でも、ISO9001及びISO14001を取得する会社の中から、下記の基準でそれぞれ選定しています。
・守谷刃物研究所…難削材の加工に求められる切削加工・熱処理・研削加工を自社一貫で行う会社の中でも、難削材に対応した加工事例掲載が35件と最も多く（2024年3月調査時点）、難削材が使われやすい半導体製造装置や医療装置を得意としていると判断。
・キュリアス精機…ひと月あたりの生産可能個数が100万個以上と最も多く（2024年3月調査時点）、大量生産が求められる自動車部品の加工を得意としていると判断。
・プラスチック加工興和…樹脂の加工に対応する会社の中で、唯一樹脂の加工を専門とする会社と公式HPに記載されているため、プラスチック製品の加工を得意としていると判断。
