Präzisions-CNC-Bearbeitung für die Halbleiterindustrie: Wichtige Einblicke

Halbleiter sind oft klein und komplex und unverzichtbare Komponenten in zahlreichen elektronischen Geräten und Anlagen. Sie finden sich in vielfältigen Alltagsprodukten – von Computern, Smartphones, Gaming-Hardware, Medizintechnik, Militärsystemen, Transportsystemen, CNC-Steuerungen und vielen anderen Anwendungen.

Verantwortlich für die Herstellung von Speicherchips, Mikroprozessoren, Logikgattern und Leistungstransistoren, eilen Halbleiterfabriken derzeit darauf zu, Chips herzustellen, die kleiner, schneller und rechnerisch leistungsfähiger sind, um die immensen und schnell wachsenden Anforderungen des Elektroniksektors zu befriedigen.

Trends in der Halbleiterindustrie

Es gibt vier große Trends, die die Entwicklung der Halbleiterindustrie weltweit heute beeinflussen:

#1 Automation

Mit der breiten Palette an Mikrochips, Fusionskomponenten und System-on-a-Chip-Geräten – die alle eine stetig wachsende Anzahl an Sensoren erfordern – benötigen Halbleiterfabriken hochautomatisierte und effiziente Produktionsprozesse.

#2 Elektrifizierung

Durch Vorschriften zur Schadstoffkontrolle und Reduzierung des CO2-Fußabdrucks des Planeten könnte elektrische Energie (im Gegensatz zu Öl und Gas) in Zukunft die dominierende Form werden. Elektrifizierung zeigt sich zunehmend im öffentlichen Verkehr mit dem Wachstum von Hybrid- und Elektrofahrzeugen sowie in unserem Alltag.

#3 Digitale Vernetzung

In einer zunehmend sensorgetriebenen „intelligenten Welt“ wird vorhergesagt, dass alle elektronischen Geräte IoT-Technologie (Internet of Things) einsetzen werden, um miteinander zu kommunizieren. Diese allgegenwärtige Vernetzung wird praktisch alle Plattformen und Geräte steuern – von Infotainment und Konnektivität in Fahrzeugen für autonomes Fahren, Gesundheitssensoren, die den Gesundheitszustand des Trägers kommunizieren, bis hin zu Smart Factories.

#4 Erhöhte Sicherheit

Da Cyberkriminelle das Internet durchstreifen, werden Sicherheit und Schutz vernetzter Geräte immer kritischer. Um zu verhindern, dass vernetzte Systeme und Geräte böswillig gehackt werden und ausfallen, benötigen Geräte integrierte Sicherheitslösungen.

Herausforderungen für Halbleiterhersteller

Die enormen und plötzlichen Nachfragespitzen nach Mikrochips weltweit haben die Halbleiterhersteller überfordert.

Hersteller stehen vor großen Herausforderungen, anspruchsvollere Komponenten mit schnelleren Lieferzeiten zu produzieren. Um die zunehmenden „Nachfrage übersteigt Angebot“-Situationen zu bewältigen, müssen die Bearbeitungstechniken für Halbleiterteile sich entsprechend und schnell anpassen.

Die richtige Bearbeitungslösung für Ihre Halbleiterfertigung wählen

Viele Halbleiterkomponenten sind tendenziell klein, aber komplex im Design. Es gibt auch größere Teile und Systeme wie Wafer-Kammern. CNC-Bearbeitung ermöglicht Mikrodimensionierung und komplexe Teilefertigung.

Um den anspruchsvollen Anforderungen gerecht zu werden, müssen Hersteller von Halbleiterkomponenten in die richtigen CNC-Werkzeugmaschinen investieren.

Eine qualitativ bessere Maschine (z. B. Hwacheons Vertikale Bearbeitungszentren VESTA-Serie) bietet nicht nur bessere Leistung – sie stellt auch sicher, dass die Kosten pro gefertigtem Teil nicht nur kurzfristig, sondern langfristig gesenkt werden. Dies ist besonders entscheidend für die komplexen, filigranen und kostspieligen massenproduzierten Teile, die für Halbleiterchips verwendet werden.

Kunden, die von günstigeren Maschinen auf unsere VESTA-Serie umgestiegen sind, genießen folgende Vorteile:

• Bessere Oberflächenqualität
• Höhere konsistente Genauigkeit
• Schnellere Produktionszyklen
• Bessere Flexibilität
• Länger haltende Schneidwerkzeuge

Das liegt daran, dass unsere VESTA-660 und VESTA-1000+ CNC-Maschinen folgende überlegene Merkmale gegenüber günstigeren Maschinen aufweisen:

• Höhere Maschinensteifigkeit
• Qualitativ hochwertige Bauteile in unseren Maschinen (z. B. Linearführungen für bessere Steifigkeit, längere Werkzeugstandzeit und damit schnellere Zykluszeiten)
• Besseres Spindeldesign und Zuverlässigkeit (unterstützt höhere Vorschubgeschwindigkeiten und bessere Oberflächenqualität)
• Stabile Maschinenleistung
• Stetige Wiederholgenauigkeit und Präzision
• Deutlich längeres Schneiden mit einem Werkzeug/Einsatz durch längere Werkzeugstandzeit

Diese Merkmale helfen Herstellern, gesteigerte Gewinne zu genießen und ihre höheren Anfangsinvestitionen zu rechtfertigen – was unsere CNC-Maschinen ideal für die Halbleiterkomponentenfertigung macht.

Ziehen Sie auch unsere SIRIUS-UM+ und SIRIUS-UL+ für noch höhere Anforderungen und Applikationsstufen in Betracht, sollte der Kosten pro Teil Ihren CNC-Maschinenkauf rechtfertigen. Diese Maschinen bieten noch bessere Zykluszeiten bei höherer Qualität, größerer Genauigkeit, konsistenter Leistung und einem profitableren Kosten-pro-Teil-Verhältnis.

Für Hersteller von Komponenten, die in mehreren Branchen eingesetzt werden, betrachten Sie unser 5-Achsen-Bearbeitungszentrum D2-5AX. Diese CNC-Maschinen können eine breite Palette von Teilen und Materialien bewältigen – ihre herausragenden strukturellen Designs, universellen Spindeln und Automationssysteme (Automatischer Werkstückwechsler & Multi-Pallet-System) machen sie zu perfekten Arbeitskollegen für flexible Bearbeitung.

Gängige CNC-Halbleiterteile

Hier sind einige der gefragten Halbleiterteile, die mit hochleistungsfähigen Hwacheon-CNC-Maschinen gefertigt werden können:

• Halbleiter-Hochpräzisionsformen (VESTA-660)
• Wafer-Leiter-Verarbeitungseinheiten (VESTA-1000+)
• Gehäuse und Einhausungen (VESTA-1000+)
• Leiterplatten (PCBs) (SIRIUS-UM+)
• Kühlkörper (VESTA-1000+ und SIRIUS-UL+)
• Fassungen und Steckverbinder (SIRIUS-UM+)
• Wafer-Kammern – kleine Größe (VESTA-1300)
• Chip-Verarbeitungsplatten (VESTA-660)

Kundenreferenzen aus der Halbleiterindustrie

Interessiert, wie die richtigen hochwertigen CNC-Maschinen Ihre Halbleiterkomponentenfertigung unterstützen können?

Lesen Sie diese Erfolgsgeschichten von Halbleiterindustrie-Kunden von Hwacheon.

Anfang Q2 2019 wandte sich unser Unternehmen an das Hwacheon-Vertriebsbüro in Singapur, um neue Investitionen für bessere Vertikale Bearbeitungszentren zur Bearbeitung anspruchsvoller Stahl- und Edelstahlplatten für die Halbleiterindustrie zu prüfen. Damals nutzten wir hauptsächlich Vertikale Bearbeitungszentren eines renommierten taiwanesischen Herstellers.

Da wir wussten, wie man unsere Platten gut bearbeitet, gaben uns die ersten Tests im Hwacheon-Werk in Gwangju, Südkorea, ein klares Verständnis der verbesserten Leistung und des Designs ihres VESTA-660 mit 12.000 U/min Spindel.

Nach einiger Überlegung und Analyse bestellten wir schließlich die erste Charge von zehn Maschinen bei Hwacheon. Es war ein gewisses Risiko für uns – das sich sehr gut ausgezahlt hat.

Nachdem wir die erste Charge genutzt und wertvolle Erfahrungen gesammelt hatten, stellten wir fest, dass unsere Werkzeuge viel länger hielten und wir die Maschinen härter pushen konnten. Wir erkannten auch, wie konsistent unsere Teile wurden – keine Nachjustierung mitten im Prozess nötig.

Basierend auf der positiven Erfahrung bestellten wir eine zweite Charge von drei, gefolgt von einer dritten Charge von weiteren drei Maschinen. Aufgrund der Nachfrage nach Halbleiterteilen platzierten wir Mitte 2021 einen weiteren Auftrag für sechs Einheiten, diesmal mit 15.000 U/min Spindel.

Insgesamt laufen alle Maschinen effektiv 24/7, da die Nachfrage nach Halbleitern durch COVID-19 potenziell gestiegen ist. Wir schätzen den effektiven und schnellen Service des lokalen Hwacheon-Büros, der sicherstellte, dass alle Maschinen reibungslos weiterlaufen.

Aufgrund der steigenden Nachfrage erwägen wir, bald eine weitere Charge zu kaufen. Die Investition in Hwacheon-Maschinen ist anfangs höher, aber nachdem wir erlebt haben, wie die Maschinen performen, wird die zusätzliche Investition leicht und schnell zurückgewonnen. Das ist langfristig vorteilhaft.

Chef-Produktionsleiter
Halbleiter-Teilehersteller (Chip-Verarbeitungsplatten), Singapur

Bevor COVID-19 weltweit Chaos anrichtete, plante unser Unternehmen 2019, 2020 und 2021 neue Werkzeugmaschinen zu kaufen. Damals nutzten wir höherwertige taiwanesische Maschinen sowie einige Maschinen eines renommierten koreanischen Herstellers seit Jahren.

Unser Management gab mir den Auftrag, nach einer besseren Qualitäts-Werkzeugmaschine mit modernem Design und gutem lokalem Service in Singapur durch den Hersteller selbst zu suchen.

Da wurde der Name HWACHEON von Freunden aus anderen Fertigungsunternehmen empfohlen. In meiner Position als Produktionsleiter stellte ich ein Suchteam zusammen, um passende Spezifikationen und einen guten verlässlichen Partner zu finden – den wir in Hwacheon fanden.

Nach dem Besuch anderer Hwacheon-Anwender am Markt bestellten wir die erste Charge von drei VESTA-1000+ mit 15.000 U/min Spindeln. Die Installation verlief reibungslos Mitte 2021, die Maschinen performen bis heute gut, da sie Teile für unsere eigenen konstruierten Halbleitermaschinen bearbeiteten.

In der Zwischenzeit bestellten wir einen weiteren Hwacheon, ein 5-Achsen-Bearbeitungszentrum D2-5AX mit Automationssystem, das Anfang 2022 in unserem Werk eintreffen soll. Dieses 5-Achsen-Bearbeitungszentrum mit 20-Stationen-Automationssystem wird nicht nur unsere Kapazität verbessern, sondern unsere Flexibilität erhöhen und uns wettbewerbsfähiger machen.

Heute wissen wir, dass Hwacheon ein verlässlicher Partner für unser Unternehmen ist – jetzt und für die Zukunft.

Produktionsleiter
Halbleiter-Ausrüstungshersteller, Singapur

Unser Unternehmen begann vor einigen Jahren, ein Fertigungszentrum für Luftfahrtteile aufzubauen. Wir produzieren eine breite Palette von Teilen aus Edelstahl, Inconel und vielen Titanlegierungen. Einige Jahre später fügten wir die Halbleiterteilefertigung zu unserem Geschäft hinzu.

Vor Hwacheon nutzten wir horizontale und große 5-Achsen-Bearbeitungszentren aus Japan. Für Standardteile nutzten wir taiwanesische Vertikal-Dreh- und Vertikal-Bearbeitungszentren.

Ich sprach Hwacheon 2018 erstmals an, um zwei kleine Standard-2-Achsen-Drehzentren mit 8″ Spannfutter und Box-Führungen zu kaufen. Die Maschinen wurden Ende 2018 bzw. Anfang 2019 geliefert.

Ich fand beide Maschinen in Ordnung und entschied, einen Versuch mit Hwacheons 1m Vertikalem Bearbeitungszentrum VESTA-1000+ mit 12.000 U/min zu wagen. Diese Maschine wurde Anfang 2020 an unser Unternehmen geliefert. Schon vor der Lieferung hatten wir entschieden, unsere Halbleiterteileproduktion weiter zu steigern.

Sofort nach Installation des VESTA-1000+ erkannten wir seine bessere Leistung im Vergleich zu taiwanesischen Maschinen. Seit der Installation haben alle drei Maschinen unsere Produktion sehr gut unterstützt. Der Service-Support vom lokalen Hwacheon-Büro war gut und schnell reagierend.

Anfang 2020 entschied ich mich weiter für ein spezielles Doppelständer-Bearbeitungszentrum mit 2,5 m X-Achse, das Hwacheon L2-2500 mit 12.000 U/min Spindel. Mitte Juni 2020 wurde die Maschine an uns geliefert. Eine beeindruckende Maschine, und wie bei den drei vorherigen wurde sie in sehr kurzer Zeit installiert und in Betrieb genommen. Seitdem haben wir zusätzlich ein Vertikales Drehzentrum VT-650R-std von Hwacheon gekauft.

Insgesamt sind wir mit der Maschinenqualität und -leistung sowie dem lokalen Service und dem technischen Wissen des Hwacheon-Vertriebsteams zufrieden. Wir diskutieren bereits unsere nächste Investition mit Hwacheon.

CEO/Geschäftsführer
Luftfahrt- & Halbleiter-Teilefertigung, Singapur

Fazit

Während die Halbleiterindustrie boomt – werden Sie vorne mit dabei sein oder zurückbleiben? Wenn Genauigkeit, Geschwindigkeit und Kosten entscheidend für den Erfolg Ihrer Halbleiterprojekte sind, müssen Sie überlegen, wie Sie sich von Mitbewerbern abheben können.

Dafür brauchen Sie einen zuverlässigen CNC-Maschinenpartner – einen wie Hwacheon Machine Tools.