半導体製造装置の精密板金における設計のポイントをご紹介！
投稿日：2022年03月11日
1.はじめに
皆様もご存知の通り、精密板金加工品は工作機械業界・自動車業界・半導体業界・食品業界・医療業界などあらゆる業界で使用されています。
当然のことながら、各業界における精密板金加工品にはそれぞれ気を付けるべき点や押さえておくべき点も様々です。
そこで、今回は当社が得意とする半導体業界で使用される精密板金加工品に焦点を当てたいと思います。
もちろん、一口に半導体業界と言っても数多くの関連装置が存在しており、その装置の目的は様々ですが、今回は半導体製造装置の筐体、フレーム、内部部品における精密板金のポイントをお伝えします。
2.半導体製造装置の精密板金加工品に使用される材質
半導体製造装置で使用される精密板金加工品の主な材料は、鉄・ステンレス・アルミの3種類です。
下記にて、それぞれの材質の特徴をご紹介します。
鉄
SPCCをはじめとする鉄は、加工性が高いこと（曲げ・溶接など）や、仕上げ加工が容易であることから主に半導体製造装置の筐体に使用されています。
鉄はステンレス、アルミと比較して安価であり、価格的な優位性を持ちます。しかし、表面処理を施していない場合、鉄は非常に酸化しやすいため、表面処理を前提とした形状での設計が求められ、結果として工数とコストがかさんでしまう可能性があります。
ちなみに、半導体製造装置の精密板金加工品で使用される鉄系の材質は、代表的なSPCCのほかに、SPHC、SECC、EGC、SS材などが挙げられます。それぞれ価格や性質が少し異なり、筐体であるのか、フレームであるのか、ブラケット等の内部部品であるのかによって使い分けられます。
ステンレス
SUS304やSUS430をはじめとするステンレスは防錆性が高く、美しい外観であることから、鉄と同様に半導体製造装置の筐体に多く使用されています。ステンレスは、この防錆性の高さから金属に比べて長期間使用できるといった利点があります。
また、同じステンレスであっても、SUS304とSUS430では性質が少し異なりますので、用途による使い分けが重要となります。精密板金加工においては、SUS430がSUS304よりも加工性に優れています。
アルミ
A5052をはじめとするアルミは筐体やフレームにも使用されていますが、非常に軽量であることから配線部や基板を固定するための内部部品として多く使用されています。
アルミは、鉄やステンレス等の金属よりも、溶接により接合しにくいという大変厄介な性質を持ち合わせています。特に薄い精密板金加工品や大きい精密板金加工品ではこの性質が顕著に表れますので注意が必要です。ただ、表面処理としてアルマイト処理を施すことにより、前述したアルミの弱点を克服することが可能です。
ちなみに、精密板金加工においては、A5052というアルミにMgを混ぜ合わせて作られた材質が多く使用されています。
3.半導体製造装置の精密板金における設計のポイント！
ご存知の方もいらっしゃるかと思いますが、半導体製造装置の精密板金加工品には、傷等がない美しい外観とコストの両立が求められます。そこで、半導体製造装置に求められる美しい外観とコストの両立を実現する設計時のポイントをお伝えします。
最適な組立方法を選定する
精密板金加工品における組立方法には、リベット、ネジ、ボルト、ナット、溶接など様々なものがあります。美しい外観を実現するためには、この数ある組立方法の中から最適な組立方法を選定することが重要となります。特に溶接は、熱により歪みが発生するので、美しい外観を求める場合は、溶接を使用する箇所は可能な限り減らした方が良いといえます。（溶接後の歪み取りも可能ですが、作業時間の増加とともにコストも上昇します）
ただ、もちろん必ず溶接を必要とする場合もあります。そういった場合には、全周溶接ではなく熱影響の少ないタップ溶接を行うなどあらゆる方法を検討することをお勧めします。また、溶接の種類に関しても、溶接部が綺麗なビードレス溶接、歪み・反りの発生が少ないファイバーレーザーなど外観への影響が少ない溶接方法の採用をお勧めします。
最適な表面処理方法を選定する
美しい外観とコストの両立を実現するポイントは、最適な表面処理方法を選定することです。どのような用途で使われるのか、どのレベルでの品質が求められるのかを明確にした後、最適な表面処理方法を選択することで美しい外観を実現することが可能となります。ただ、美しい外観が求められるからといって、不必要な表面処理を行うと無駄なコストがかかってしまうため注意が必要です。
傷レスの加工が得意な会社に依頼する
美しい外観を実現するためには、加工工程における傷の発生を防止する必要があります。もちろん、傷の発生を防止するためには、材質問わず細心の注意を払って加工を行うことが必須となります。ただ、傷レスの加工ができる加工会社は限られているため、傷レスの精密板金加工を得意とする会社に依頼することが非常に重要となります。
以上のポイントをしっかりと押さえることで、半導体製造装置の精密板金加工品に求められる傷等がない美しい外観とコストの両立を実現することができます。ちなみに、当社では数多くの半導体製造装置に関する精密板金加工品の製作実績があります。実際に当社にて外観の美しい筐体を製作した一事例をご紹介いたします。 詳しくは下記よりご覧ください。
4.半導体製造装置の精密板金加工品も当社にお任せください！
いかがでしたでしょうか。今回は、半導体製造装置の精密板金加工品に使用される材質、押さえておくべきポイントについてご紹介しました。半導体製造装置の精密板金加工品には、傷等がない美しい外観とコストの両立が求められ、高度な技術が必要であることがお分かりいただけたかと思います。
精密板金ひらめき.comを運営するCrestPrecisionでは、半導体製造装置の精密板金加工を得意としており、数多くの製作実績がございます。また、弊社で製作する製品のうち約60%がステンレス系、さらにその約45%がHL材・ミガキ材・BA材などであり、綺麗な外観が求められる製品が多く、キズや汚れを管理できる万全の体制を整えております。もちろん、ステンレスだけでなく、鉄やアルミ等の精密板金加工に対応しています。さらに、加工難度が高いアルミの溶接にも対応しております。
長年培ったノウハウと弊社が保有する最新設備により、美しい外観の精密板金加工品を高精度に製作することが可能です。半導体製造装置の精密板金加工でお困りの方は、お気軽に当社にご相談ください。
