半導体部品のCNC加工

半導体のサプライチェーンは、妥協のない精度に依存しています。ファブに入るすべてのウェーハチャック、CVDシャワーヘッド、テストソケット、またはヒートシンクは、一桁マイクロンで測定された公差を満たし、何千ものユニットにわたって保持される再現性で生産されなければなりません。1つの仕様外の部品は、リソグラフィーラインを停止させたり、何百万もの価値があるチップのバッチを廃棄したりする可能性があります。それがEMARが毎日運営している現実であり、それが私たちが半導体装置メーカーの特定のニーズに基づいてCNC加工エコシステム全体を構築した理由です。

この記事では、半導体部品のCNC加工の全スペクトルを解説しています。マイクロンレベルの精度を提供する技術、攻撃的な化学および熱環境に耐える材料、ファブを稼働させる部品ファミリー、およびクリーンルームの互換性を確保する仕上げプロセスが含まれます。高精度の半導体部品を調達している場合、本当に能力のある製造がどのように見えるかについて、詳細で技術的に根拠のある概要がここにあります。

半導体ManufacturingSemiconductor製造における精度要件は常に微小なものへの競争でした。変わったのは、それをサポートするために必要な製造インフラストラクチャです。ムーアの法則が減速し、産業が高度なパッケージング、異種集積、そしてますます大きなウェーハフォーマットに転換するにつれて、プロセスツール内の機械部品は、かつてチップ自体に予約されていた公差を保持するように求められています。

今日のトレンドは圧力を増幅させるだけです。完全自動化により、ウェーハハンドリングモジュールやロボットエンドエフェクターは、ほぼゼロ偏差に加工された位置決め機能が必要になります。電化とシリコンカーバイドパワーデバイスの台頭により、熱管理コンポーネントはこれまで以上に効率的に熱を伝えるようになりました。普及したデジタル接続性と高度なハードウェアセキュリティにより、数千回の挿入サイクルを劣化することなく処理できるテストソケットやコンタクタの需要が生まれています。これらすべてのベクトルにおいて、CNC加工は、原材料を品質の高い、生産可能な部品に変換する共通の要素です。

EMARでは、単一の基準で半導体作業に取り組んでいます。つまり、機能を測定できる場合は、制御する必要があります。この哲学は、当社のフロアのすべての機械、すべての過程、およびすべての検査ルーチンに貫かれています。

半導体用のコアCNC技術ComponentsSemiconductor部品は、円筒形のウェーハ搬送ピンから数千個のマイクロホールを持つ大型チャンバープレートまで、膨大な形状に対応しています。EMARは、妥協することなくその多様性を処理するために、慎重にマッチングされたCNC機能のセットを展開しています。

CNCミリング(3軸から5軸)ウェーハチャック、ガス分配プレート、研磨パッド金型などの平坦性が重要な部品に対して、多軸ミリングは半導体アプリケーションが要求する表面仕上げと寸法制御の組み合わせを提供します。EMAR VESTAシリーズおよびD 2-5 AXプラットフォームを含む当社の5軸マシニングセンターは、複雑なジオメトリのシングルセットアップ加工を可能にし、複数のフィクスチャリングから生じるスタックアップエラーを排除します。その結果、0.0 02 mm以内の平坦性と最小限の後処理を必要とする表面仕上げが得られます。

CNC旋盤およびスイスMachiningCylindrical部品（コネクタ、ブッシング、ウェーハ搬送ローラー、ポゴピンハウジング）は、当社のCNC旋盤およびスイス型自動旋盤で製造されています。スイス加工は、テストソケットやチップキャリアで一般的な小径のhigh-length-to-diameter-ratio部品にとって特に価値があります。スライディングヘッドストック技術により、鉛筆芯よりも大きくない特徴で直径を0.0 02 mmに保持します。

高速Micro-MachiningSeveral半導体部品、特にCVDシャワーヘッドやテストソケットには、正確な直径、位置、壁の品質を持つ数百または数千の小さな穴のパターンが必要です。EMARの高速スピンドルプラットフォーム(最大60,000 RPM)と超低ランアウトツールホルダーは、このために特別に設計されています。低振動設計により、ステンレス鋼、真鍮、エンジニアリングプラスチックの密集した穴アレイ上で工具寿命を保ちます。また、これらのシステムにはエタノールベースのクーラントを使用しており、完全にオイルレスのソリューションで残留物を除去し、汚染を防止し、最初からクリーンルームに適しています。

CAD/CAMによるプロセス制御すべての部品は、3 D CADモデルとCAMシミュレーションから始まります。1つのチップが切断される前に、当社のエンジニアはツールパスを検証し、材料のスプリングバックを予測し、マイクロツールのクリアランスを検証します。このデジタルフロントエンドにより、最小限の反復で複雑で許容範囲の広い印刷から初回品部品に移行することができます。これは、リードタイムが厳しい場合に重要な要素です。

FabRequirementsSemiconductor環境に適合する材料は、化学的に攻撃的で、熱的に動的であり、汚染制御に執着しています。CNC機械加工部品の材料パレットは、これらの条件に適合する必要があります。

金属

アルミニウム合金(60 6 1-T 651、70 7 5-T 651、505 2-T 651):軽量で、優れた熱伝導性を持ち、自然に耐食性があります。ヒートシンク、ハンドリングブラケット、ウェーハチャック、大型構造ハウジングに使用されます。

ステンレス鋼（30 3、304、3 16、17-4 PH）:高い強度、優れた耐食性、およびクリーンルーム互換性を備えています。継手、コネクタ、ガスパネル、およびチャンバー部品に配置され、強力な洗浄化学物質に耐える必要があります。

チタン(グレード2、グレード5):優れた強度対重量比と生体適合性。特殊なウェーハハンドリングおよびmedical-semiconductorクロスオーバー装置で見つかります。

銅と真鍮（T 2、H 59、H 62）:高い電気伝導性と熱伝導性。コンタクタ、EMIシールド、熱管理部品に不可欠です。真鍮は、加工が容易で摩擦が少ないコネクタにも使用されます。

エンジニアリングプラスチック

かいま見: 250 Cの上の抵抗の連続的なサービス温度は、事実上すべての過程の化学薬品に抵抗し、非常に低い排気を示します。ウエファーの処理、絶縁体およびテストソケットのための選択の材料。

PTFE（テフロン）:低い摩擦係数と普遍的な耐薬品性。シール、ガスケット、絶縁部品に一般的です。

ポリカーボネートとデルリン（POM）:誘電特性が必要な透明カバー、固定具、耐摩耗部品に使用されます。

特殊な半導体材料標準的な合金を超えて、EMARは日常的に基板状の材料を加工しています。

シリコン:精密電子部品用の半結晶、純粋な半導体材料。

窒化アルミニウム:高い機械的強度と熱伝導性、耐熱衝撃性を兼ね備えており、ヒートスプレッダーや絶縁基板に最適です。

窒化ケイ素:強く、機械加工可能で、熱的に安定しています。電気絶縁性と機械的な堅牢性の両方が必要な場合に使用されます。

EMARは、金属、プラスチック、セラミックなどの材料を1つの品質システムで取り扱っています。この幅広い材料能力により、異なる部品ファミリーをカバーするために複数のサプライヤーを認定する必要がなくなります。

私たちが製造する半導体部品EMARは数十年にわたり半導体業界をサポートしており、フロントエンドおよびバックエンド機器に見られるほぼすべてのタイプのCNC加工部品を製造しています。以下は、私たちの日々の出力の大部分を表すカテゴリです。

ウェーハ加工部品

CMP平坦化のための精密な表面形状を持つ研磨パッド金型

ウェーハチャックとキャリアは、一桁のミクロン公差に沿ってフラットかつ平行に加工されています。

均一な前駆体ガス供給のための密なマイクロホールアレイを備えたCVDシャワーヘッド

VESTA-1300プラットフォームで加工されたガス分配プレートと小型ウェーハチャンバー

ウェーハ導体処理ユニットとチップ処理プレート

サーマルマネジメント

ファインピッチフィン形状のアルミニウムおよび銅ヒートシンク

高出力密度アプリケーション用窒化アルミニウムサーマルスプレッダー

内部チャンネル付きの液冷コールドプレート

テスト、パッケージング、およびインターコネクト

PEEKまたはPEIで加工された超精密なポゴピンホールアレイを備えたテストソケット

ピッチ公差が厳しいチップキャリアと高密度コネクタ

損傷のない制御された機械的チップ暴露のための脱カプセル治具

価値の高い基板上の部品を外科的に除去する必要があるPCBリワークプラットフォーム

構造、取り扱い、および保護

ウェーハハンドリングブラケット-剛性がありながら軽量で、真空に優しい平坦性を持つアルミニウムから機械加工されています

ケーシング、エンクロージャ、およびフレックス回路補強材

はんだペーストステンシル、ガスケット、シール、および絶縁体

電磁ウエハチャックとファインライン回路基板

これらすべての部品ファミリーを単一の製造屋根の下に保つことにより、EMARは機器OEMに一貫したスケーラブルなサプライチェーンを提供し、ベンダー管理を簡素化し、アセンブリ全体で一貫した品質を確保します。

クリーンルームと性能要件のための表面仕上げ加工された部品の表面は、加工過程の環境とのインターフェイスです。間違った仕上げは、パーティクルを生成したり、汚染物質を捕捉したり、化学的暴露下で劣化したりする可能性があります。EMARの社内およびパートナーの仕上げ能力は、半導体の使用に必要なすべての範囲をカバーしています。

アノダイジングとハードアノダイジング:アルミニウム部品用の耐食性、非導電性コーティング。ハードアノダイジングは、移動部品に優れた耐摩耗性を追加します。

マイクロアーク酸化:アルミニウム、マグネシウム、チタンのためのセラミックのような層-極端な硬度と絶縁強度が必要な場合に最適です。

無電解ニッケルめっき:鋼、ステンレス鋼、真鍮、銅の部品に対して均一で耐食性のある層であり、しばしばガスパネル継手に指定されます。

パッシベーション:遊離鉄を除去し、ステンレス鋼の自然な耐食性を向上させます。これは、ファブに面した部品の基準となります。

研磨:本質的にcleanroom-compatibleな粒子のない滑らかな表面を提供します。

レーザーマーキング:ガスや粒子を排出する可能性のあるインクやラベルなしで、永久的な識別が可能です。

すべての仕上げは、機械加工で達成された寸法の完全性を維持するために選択され、適用されます。部品が0.0 02 mmに保持された場合、コーティング過程はそれを元に戻してはなりません。

EMARの製造における優位性当社は単に機械を所有しているだけではありません。半導体部品の調達リスクを軽減するように設計されたエコシステムを構築しています。

専用マシンポートフォリオ当社のフロアには、5軸センター(Jingdiao、DMG、AFMING、Roders)、スイス型旋盤(Tsumami、Star)、および当社独自のEMAR VESTAおよびSIRIUSシリーズ垂直マシニングセンターを含む、200台以上のCNCマシンがあります。VESTA-660およびVESTA-1000+プラットフォームは、厳しい公差、大量作業に必要な剛性、スピンドル信頼性、および熱安定性を提供します。部品の複雑さが増す場合、SIRIUS-UM+およびUL+マシンは、より高速なサイクルタイムと高い動的精度で対応します。共通のスレッドは反復性です。1つのマシンでカットされたパーツは、バッチごとに別のマシンでカットされたパーツと一致します。

信頼できる公差フレームワーク弊社では、通常、直線寸法を金属では0.0 1 mm、プラスチックでは0.0 5 mmとしています。最良の特性(直径、臨界穴、平行度)は、0.0 01 mmから0.0 02 mmに達します。これらは理論上の数値ではありません。ZeissおよびHexagon CMM、2.5 Dビジョンシステム、およびXRF分光計を生産フローに統合して検証しています。

クリーンルーム対応の加工当社のエタノール冷却高速加工セルは、油性残留物がなく、お客様の施設に到着する部品をきれいに生産するように設計されています。これは、直接ウェーハ接触または真空環境向けのコンポーネントにとって特に重要です。

部品だけでなく、エンジニアリングプロセス30人以上のエンジニアが在籍するEMARは、見積り段階からDFMフィードバックを提供します。公差を分析し、必要に応じて材料の代替案を提案し、金属を切断する前にツールパスをシミュレートします。年間5つのプロトタイプが必要な場合でも、年間50万ユニットが必要な場合でも、プロセスは再エンジニアリングなしでスケーリングされます。

世界に通用するロジスティクス主要な港に直接アクセスできる当社は、競争力のあるリードタイムでDAPまたはFCA条件で納品します。当社のISO 9001: 2015認証は、すべての出荷を支える体系的な品質管理を文書化しています。

最も要求の厳しい半導体部品をEMARにもたらす精度が妥協の余地がなく、リードタイムが短い場合、半導体の世界を内側から理解しているCNC加工パートナーが必要です。EMARは、高度な多軸加工機、詳細な材料カタログ、cleanroom-compatible仕上げ、および過程の規律を組み合わせて、最も複雑な設計を時間通りに、仕様通りに認定された生産部品に変えます。

次のプロジェクトについて話し合いましょう。技術的な相談や見積もりについては、当社のエンジニアリングチームにお問い合わせください。

+86 186 6 43 4 207 6sales8@sjt-ic.comインスタントRFQアップロードのための当社のウェブサイトをご覧ください。