半導体

半導体業界では、微細で複雑な部品を高精度かつ短納期で加工しなくてはなりません。本記事では、半導体業界の課題を踏まえ、CAD/CAM導入のメリットや注意点をわかりやすく解説します。

半導体業界におけるCAD/CAMの
導入メリット

半導体業界でCAD/CAMを導入する5つのメリットをご紹介します。

異素材加工への柔軟な対応が
可能になる

半導体部品では、金属・樹脂・セラミックなど多様な素材を扱います。素材ごとに異なる加工条件を手作業で設定するのは非常に手間がかかる作業。しかしCAD/CAMなら、条件をテンプレートとして登録して再利用が可能です。

異素材に切り替える際も、作業者の経験に左右されず安定した品質を実現できるでしょう。

多品種・少量試作への
対応力が高まる

半導体装置の製造では製品ごとに部品形状が異なるため、試作対応力が重視されています。

CAD/CAMを使えば、設計変更にも柔軟に対応することが可能。過去の加工データを活用して、類似部品の段取りや施策を効率よく行えます。

複雑形状の高精度加工が
実現できる

半導体業界では、真空チャンバーや搬送パーツなど複雑な3軸形状の高精度加工が求められます。

CAD/CAMは同時5軸や多面加工に対応しており、1回の段取りで多面からの加工が可能です。さらに、干渉チェック機能で工具やホルダーの接触を事前に防げるため、品質だけでなく安全性や加工精度の向上も実現することができます。

ノウハウのデータ化により
属人化を防止

加工条件の判断がベテラン依存になっている現場では、技術の標準化が課題です。

CAD/CAMでは、よく使う加工条件のテンプレート化や、マクロで一連の操作を登録することで、作業の再現性を高めることが可能。人に頼らずとも品質を保てる体制づくりが進み、若手の育成や教育工数の削減にも役立ちます。

NCシミュレーションによる
トラブルの未然防止

NCコードとは、加工機械の動きを制御する命令文です。これを誤って出力すると、機械の干渉や工具破損といったトラブルリスクが高まります。

CAD/CAMにはNCコードを仮想空間で事前に検証できるシミュレーション機能が備わっており、ミスの発見や修正が容易です。安全性を確保しながら短時間で確実な加工を行うことができます。

半導体業界における
CAD/CAMの加工事例

半導体業界における製造現場でCAD/CAMを導入した実際の企業事例をご紹介します。導入前の課題や導入後の効果を通して、各ソフトがどのように現場改善に貢献したのかを見ていきましょう。

明興工業株式会社

従来の3軸CADでは、操作性やサポート体制に課題があり、十分に活用しきれていない状態でした。

操作性が高くサポートが充実しているFusion 360を導入したことで、社内への定着と、3次元モデリング（3軸モデリング）を活用した設計の効率化が実現。将来的にはCAMとの連携による機械加工の合理化も視野に入れ、半導体装置部品の生産体制強化を進めています。

株式会社キムラテック

以前は手計算や対話プログラムで加工を行っており、3軸や多軸加工への対応に限界がありました。

Mastercamの導入後は、複雑な5軸加工やワンチャック加工にも対応できるようになり、生産精度と効率が大幅に向上。ツールパスの自動再生成や柔軟な加工機対応により、セラミック部品の多品種・短納期生産ができるようになりました。

半導体業界でCAD/CAM導入時に
気をつけたいポイント

半導体業界での導入時に注意すべき5つのポイントを紹介します。

難削材への対応機能が
備わっているか

半導体部品には、セラミックや特殊樹脂など、加工が難しい材料が多く使われます。難削材に対応するには、素材に応じて送り速度や回転数を自動で設定できる機能が必要です。

さらに、摩耗やバリを抑えるための加工戦略や、専用工具への対応状況も重要。難削材の加工実績があるCAD/CAMソフトを選ぶと安心です。

試作向けの工程短縮機能が
充実しているか

半導体業界では、試作の頻度が高く、加工データの作成や段取りの手間をいかに減らすかが重要です。

条件テンプレートやマクロなど、作業工程を自動化・再利用できる機能があれば、大幅な作業時間の短縮が可能。短納期にも対応できるようになるでしょう。

設備ごとの適合性がある
ポストプロセッサか

CAD/CAMで作成したツールパスをNC機械で正しく動かすには、ポストプロセッサの存在が欠かせません。ポストプロセッサとは、いわば翻訳機。ツールパスを機械に合ったNCコードに変換する役割を担っています。

CAD/CAMを選ぶ際は、自社の工作機械に適合するポストプロセッサがあるか、あるいはカスタマイズが可能かどうかをよく確認しておきましょう。

複雑形状に対応できる
ツールパス設計力

微細で複雑な形状が多い半導体部品では、ツールパスの設計力が品質に直結します。5軸加工対応はもちろん、Z軸加工や等高線加工などの多様な戦略が備わっていることが望ましいです。

自動工具選定やパスの最適化機能があれば、作業者の負担を減らしつつ、加工の再現性も確保することができます。

情報共有・再利用の
しやすさを確認

属人化を防ぎ、社内全体で加工精度を維持するには、過去の条件や履歴の共有が欠かせません。

CAD/CAMソフトに一元管理機能があれば、誰でも過去の実績を呼び出して同じ品質を再現することが可能。情報の見える化で教育コストの削減や、複数人での作業分担を実現することができるでしょう。

半導体業界に対応している
CAD/CAMソフト

半導体業界では、微細かつ複雑な形状への対応、高精度加工、短納期といった要求が厳しくなっています。ここでは、半導体分野で導入実績のある代表的なCAD/CAMソフトをご紹介します。

Fusion 360

Fusion 360は、設計から加工まで一貫して対応できる3軸CAD/CAMソフトです。

操作性が高く初心者にも扱いやすいため、CAD活用の導入段階に適しています。サポート体制も整っており、半導体部品を扱う現場での3次元モデリング（3軸モデリング）や将来的なCAM活用にも対応可能です。

Mastercam

Mastercamは、複雑な3次元形状や多軸加工に対応できる高機能なCAD/CAMソフトです。ツールパスの自動再生成や多様な加工戦略により、設計変更や工程の最適化にも柔軟に対応できます。

セラミック部品のような難削材や中型サイズの加工にも強く、半導体製造装置部品においても高精度かつ効率的な加工を実現しています。