2018年8月13日 (月)

富士山が見える工場

知人の勤務先に有給取って遊びに行った。生産工場はこれまた非常にロケーションの良い場所で、南アルプスの裾野に広がる緩い傾斜地に建つ工場だから空気が良い。工場の近所はログハウス風の別荘やペンション、お洒落な店舗が点在している。この日は天気が良く気温が高いのに風が心地良くて緑を眺めながら小さなステーキハウスのテラス席で知人と昼食を共にした。正直に言うと、もうここに住んでもいいかなと思ったぐらいに良かった。(笑)

工場の内部には量産現場とは別にラボがある。コア技術を生かした、世界で需要がある商品を扱って売り上げを立てているだけにユーティリティーがしっかり揃っていて憧れる。工場の事務所にありがちな灰色の事務机とかなくて、これまたお洒落な事務所になっている。これもまたいい。自分がいつか加工ラボの設立に関わるチャンスがあるなら加工機だけじゃなく事務所も「スターバックス」みたいにしたいものだ。知人によると、これほど小生が憧れるユーティリティーとお洒落な事務所を持っていて一見、働きやすそうな職場に見えても加工とは別の問題があるのだとか。目に見える優れたユーティリティーと「人の働きやすさ」はまた別の問題だと改めて気が付いた。

一般的な話になるが従業員のモチベーションを折ってしまうのは職務権限が制限されていること、自分の意見が発信しにくい環境、個人の頑張りがなかなか目に見えてこない社風などの理由による。営業、設計、技術、加工に携わる人間が自由に意見を交換、企画提案、課題提起、需要調査、技術プレゼンなど短時間に高密度なミーティングが持てること、そして必ず「自分にできることを最低ひとつは提案する」ことで随分と快適な職場になる。打ち合わせに「自分の意見に責任が持てない評論家」気取りの人間は要らない。誰かの失敗やできなかったことを非難するのではなく「自分にできること」を提案できる人間が集まると打ち合わせは盛り上がる。若者の気力と年配者の知恵を上手に共有できるならその現場はまだまだ伸びるはずだ。

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↑ 娘がペットにすると買ってきた「シシバナヘビ」


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2018年8月 6日 (月)

3Dで描きながら考える

変わった形の部品を結晶で作ることになって、どんな治具を使って作れるものなのかシミュレートする必要があった。実際の形状をイメージするのに手描きではしっくりこないから、動かして全方向から見れるように3D-CADアプリをダウンロードして使うことにした。これがなかなか調子が良くてiPadとApple Pencilで面白いように立体図形が作れる。研究者が持ってきた縦横のいい加減な尺で描かれた手描きの図面を見て治具は決められない。そして、このアプリを使ってモデリングすると加工中の注意点や落し穴が事前に把握できるようになった。頭の中だけの適当なイメージで作業を進めてると「あ、ここダメじゃん!」なんていうのはよくある話。

「こういうの作れますか?」と問い合わせが来るとその場でパパッと実寸通りに描いてみて、どんな治具をどんな材料で作って何を使って削るのか計画が立てやすい。外注に依頼しないと製作できない凝った治具は図面が必要になる。そんな時でも自分でモデリングした立体図形を各CADメーカーのフォーマットで図面出力する機能があるから便利だ。出張先での打ち合わせ、プレゼン、休日のカフェで積極的に活用していこう。来年からはもっともっと仕事は面白くなる。

「働き方改革」ってのは政治家が何かしてくれるんじゃなくて、労働者本人が働き方を自分で模索するということだ。老後の社会福祉制度が充実した海外に移住するのもいい。日本の年金制度は破綻しているが多くある海外の国にはない、この国の良さがまだ残っている。もう少しこの国で自分にできる働き方を探っていきたい。

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2018年7月21日 (土)

「便利屋」から「技術者」へ

現場で作業されている読者の皆さん、この酷暑の中、お疲れ様です。事務所の空調は十分に効いていると思いますが天井が高い工場や発熱量の高い装置を利用されている現場では「快適温度」にならないことがあるのではないでしょうか。それを補うためにスポットクーラーがいくつも導入されてた現場、独立した専用空調機を設置している現場を知っています。古い工場の高い天井は空間容積を重要視するために断熱構造に配慮していないものだから猛暑の季節は「鍋の底」のようです。こまめの水分補給と共に、熱中症にはくれぐれもご注意願いたい。取り返しのつかない大きな事故に繋がる前に。

単結晶なのに平坦に磨きずらい材料というものが存在する。20数年前にアルミ酸ランタンという結晶材を手掛けている作業者が同じ現場にいて「これは不思議な材料だ」と顕微鏡を覗きながら二人で話し合ったものだ。その材料とはそれっきり。そして今回、研究者が作った全く組成の異なる材料が摩訶不思議なモフォロジーを見せてくれたことで過去のアルミ酸ランタンを思い出した。

「平坦化」は楽しいテーマのひとつである。粗加工で凹凸は確認できないが、ケミカルを利用したコロイダルシリカCMPで独特の模様が浮き上がる。これが都合の悪い人に平坦化技術の需要がある。スキルのひとつとして社内に確立しておくと他のポリ結晶にも使えるかもしれない。砥粒は同じままでポリッシャをより硬いものに変更するだけでこの凹凸は少しマシになる。ケミカルはできるだけ弱くするとさらに良くなる場合がある。依頼側の目的と要望を十分に引き出した上で着地点を見出すようにしたい。

この職場を去る前に、足りない工具や消耗品を揃えておけば彼らが自力でやれるようになるだろう。というか、自力でできるようになってもらわないと困る。ここに来た頃は「便利屋」みたいに扱われているような気持ちになってブルーになってた時期もある。自分に何ができるかを考えて積極的に働くようになると仕事が面白くなってくるのは何処の職場であっても共通していることだ。自分がどのような作業者でありたいのか自分で決めなければならない。

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2018年5月31日 (木)

え? 2日もかかるの?

単結晶サファイアのウェハーを複数枚同時にバッチ処理するとポリッシュ工程だけで2日かかると噂で耳にした。本当にそんなにかかるなら大赤字だ。なので「都市伝説」に違いないと思っていたのに、どうやら事実らしい。そりゃ受託加工屋がサファイアから撤退するわけですわ。頑張れば頑張るほど赤字になるなら事業として成り立たない。今は世界的にLED基板としての需要がある材料なのに小生の周囲にサファイア研磨でメシ食ってる加工屋はない。別の材料を量産加工で扱う傍でサファイアを受託加工しているところは数件、知っている。サファイアだけで!っていう研磨屋は知らないな。

数日かけて磨く理由は分かっている。梨地面からチッピングの無い平滑面まで持っていく工程で長時間を要しているのだ。この長い加工時間を「圧倒的な時短加工技術」で圧縮することができないだろうかと以前から考えていたワケで、いよいよ実験するための部材が揃うこともあり、またここで面白い成果が報告できるかもしれない。ところがこの技術が完成しても日本国内にはこの価値を評価してくれる企業が先に述べたように既にない状況である。となると海外の工場にて実績を作ることになるだろう。

これを「技術の流出」と捉える人もいるに違いない。しかし、考えてもらいたい。エンジニアの我々が構築したプロセスは誰かに使ってもらってこそ価値がある。使う場所がない国内に温存することに何の意味がある? 量産技術は使ってもらってナンボである。このサファイア量産向けの加工技術が完成したとして実際の工程に投入するのはコスト対策に良い意味で貪欲な工場だ。そして実績ができたところで日本へ逆輸入される可能性もある。

今後も必要とされる場所に赴く。需要があるのなら国境を、業界の壁を越えてエンジニアとして貢献できる場所、活躍できる場所を求めていこうと思う。だけど、技術開発拠点はここ、ニッポンに置いておく。

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2018年5月 3日 (木)

量産案件は欲しいが・・・

受託加工で売上を確保するには量産案件が数種類あることが望ましい。人件費を含めた諸経費を差し引いても利益が見込める体制を整えないと技術力が高い低いに関わらず、赤字体質に陥るからである。少量多品種というのは「難しい特注案件を数多くこなしますよ」といったアピールに聞こえるかもしれないが、単価が高くても段取りや加工条件の切替、治具の準備に要する時間などを含めると十分な売上確保が現実的に難しい。単価が安くても数量が保証されているものは取り組むに値すると思う。

理想的な案件は「需要が高くて安定供給が求められるもの、難易度が低く、加工単価は高いもの」だ。しかしながらこの業界にそんな美味しい話がそうそう転がっているわけがない。例を挙げるとパワーデバイス半導体材料のSiCでは立ち上がると噂された年を何年も過ぎているのに量産にはまだ至っていない。材料が多く出てこないものだから加工屋が時間を持て余している状況だ。加工単価はシリコンやサファイアよりも高いと思われるがウェハー単価自体も高いこの現状では量産加工と言えないし、この材料の加工だけでメシを食うことはできないと推測される。

一方で数量が大量に出ているLED用サファイアでは「長過ぎる加工時間」のせいで、量産加工を受託すると加工屋が潰れると言われる。結晶成長から手がける材料メーカー、あるいはデバイスメーカーが前加工を内製化して手がけてやっと黒字にできるから、研磨加工のみで量産を引き受ける企業は少ない。加工時間はSiCよりもサファイアの方が遥かに長いのに加工単価はサファイアが驚くほど安い。需要が大きいのに単価が日本人の人件費に合わないのだから海外で量産される流れになった。加工が簡単なものなら価格競争になって人件費の安い海外に日本は太刀打ちできないから「選択と集中」によって難しい材料、難しい仕様で数量が出るものを狙うしかない。さて、そんな案件が存在するのだろうか?

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2018年4月 8日 (日)

見習いたいです(`・ω・´)

男性である知人は、自分の会社を「仕方なく」立ち上げる時に「女性に長く働いてもらえるような職場にしたい」と考えたらしい。出発点がそこからなので今でもブレずにその方針を貫いている。同じ業界を見渡してみると、なかなかそういう職場はなくて男性に有利な職場が目立つ。大きな企業でも女性の社会進出に手厚い支援をしている企業は数えるほどしかない。

出産を機に退職する女性が多いが子供が大きくなってくると何かと出費が多くなる。正規で働いていた職場に復帰できれば過去のキャリアが無駄にならなくて済む。産休期間中に7割程度の給料が支給されるだけではなく、復職してもらうために会社指定の子供の預け場所(保育所)が職場の近所に用意してあれば復帰が容易になる。知人は女性従業員に対してこの辺りまで踏み込んで用意しているというから驚きだ。

超ブラック企業で苦労した彼自身の経験が生かされていると感じる。小生もそういう時期があったので素直に感心しているのだ。自分が万が一、会社を立ち上げる事になってしまったら彼を見習いたい。汗臭いオッサンばかりの職場より女性が多い方がいいに決まってる。笑

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2018年4月 7日 (土)

ポリ結晶の平滑化(続報)

平滑平坦な研磨面を研削加工で得られないかと検討した結果、現状で平均3nmRa程度まで可能と判断した。最終的に研磨で仕上げるなら前工程として丁度良い表面状態だと思う。この材料、数字的には研磨でもこの粗さに到達するのは実はなかなか大変なことらしい。「らしい」とか他人事みたいに打ってるが大変だった。笑

この材料を仕上げた過去、当時は微粒ダイヤモンドを使って平滑化した。加工費もそこそこ高く、数量も数個という限定品だったからである。ところがこれが大量生産で加工単価が激安となると話は変わってくる。ダイヤモンド砥粒では「価格が合わない」のである。そこで、ダイヤモンド以外の激安の消耗品を使って1nmRa以下の平坦平滑面を実現することが可能かを「検討するシリーズ」となった。あと、別に誰かに頼まれたわけではないので個人的な趣味の取り組みであることを最初に断っておく。

しかも、スラリー状に調整されたものは値段が高いからパウダー状で大量に安く購入できるものを選択して使用前に自分でスラリー状に調合すると更に安い。そうすると使用できる砥粒なんて決まってしまう。スラリーにした時に1リッターあたり何円で作れるかを考慮するならパウダーで買おう。良い子の豆知識だ。作業者が正社員だと人件費が高い。最初の立ち上げはともかく、生産作業はアルバイトやパートの人でもできる簡単なレシピにするなら人件費も安くなる。

そこまで考えてたのか!と言われれば・・・そんなの偶然に決まってんだろ!( ^ω^ )。 前置きがすごく長くなったがこの「1nmRa以下の平坦平滑研磨が難しい」とされる材料をダイヤモンドフリーで仕上げた成果が以下の画像になる。この材料でお悩みの現場もあると思うので参考にしていただきたい。

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2018年3月24日 (土)

サファイア研削は今日も難問

サファイアウェハの量産工程で研削面(あるいは梨地面)から準光沢面を得るには少なくとも20から30ミクロンを磨きで落とす必要がある。この「準光沢面」というのはどういう状態なのか説明すると、「研削痕、ムシレ、チッピングは確認できないがCMPで除去できる浅いキズは全面に残っている状況」を指す。

研磨機メーカーでは枚葉式で1μm/minのスピードで準鏡面状態まで持って行けるユーティリティーを提供しているところもある。サファイア基板がLED照明に採用されることによる大量消費に足並み揃える形でこのような量産研磨のユーティリティーは枚用高速型か、バッチ式処理型かに二分されている。

梨地面(研削面)から準光沢面を得ても最後のCMP仕上げで研磨キズ除去に何時間もかけるなら、準光沢面に残るスクラッチを除去する研磨を1段挟むことでCMPに要する時間を短縮できる可能性がある。しかし、SiやSiCのプロセスでトレンドの精密研削加工でチッピングのない光沢面を実現しているのに、サファイアの加工プロセスにおいて研削加工は未だに「粗加工」のままである。お金が動く材料には超精密研削が実現されて、お金が動かない材料は粗研削までで放置されているような気がする。笑

サファイアの鏡面研削に取り組んでいる企業は存在するのだろうか。研削加工でチッピング、ムシレのない表面が得られると単純に現状の加工時間が半分以下に短縮できる見込みがある。過去の実験で高番手砥石で研削したサファイア表面をCMPで1ミクロンづつ落として精密研削面の消え具合を観察したことがある。サファイアのチッピングやムシレって厚さ方向に深く入るようで20ミクロンほど研磨で落とさないと消えない。

ここは停滞気味の精密研削技術が何か良い成果を見せてくれるとサファイア業界ではホットな話題として広まることだろう。チッピッグフリーの研削面が実現する日は来るのか? (・∀・)

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2018年3月10日 (土)

ポリ結晶の平滑化

通常のパッド研磨ではポリ結晶を平坦に磨き上げることが難しい。結晶粒界が顕著に目立つ仕上がり面を経験者は見たことがあると思う。素材自体が焼結材ではない多結晶である。焼結材のセラミックスにはポーラス(隙間)があるために機械加工だけでこの隙間を無くして平滑にすることは理論上できないが、隙間が無いポリ結晶であれば結晶粒が目立たない平滑面を機械加工の力で実現できる可能性がある。

少量生産で高付加価値のある製品にインストールされるデバイスなら加工コストを無視した加工手順をいくつか思いつく。ところが大量生産で加工に振り分けられる価格設定がバカにならない案件では安い設備、既存のユーティリティーを活かしてパートさんやアルバイト人員で処理できる「簡単なプロセス」を要求される。現場に遊休設備の両面研磨機が何台もあるなら両面研磨でポリ結晶を滑らかに仕上げる「研磨パッドと砥粒のレシピのみ」で結晶粒界をコントロールしなければならない。これが片面研磨機ならポリッシャと砥粒の種類の選択肢が格段に増えるのでまだ希望はある。過去の事例でポリ結晶の平坦化には硬質ポリッシャの利用が有利であった。ただ、専門家でないパートさん、アルバイト人員に任せられるものではなかったと記憶している。

「研磨」以外でポリ結晶の平坦化に有利なのは固定砥粒加工である。研削加工で必要な平坦性を得られるかもしれない。「かもしれない」というのは材料の種類によって脱粒やムシレ、チッピングが平坦性、平滑性を逆に損なうことも考慮されるからである。高番手砥石の性能が上がってきたといえ、砥石には被削材との相性というものがある。近々これを実験する予定があるので面白い結果が出たなら続報としてここに掲載できると思う。ただ、良い研削面を得るために必要な高番手研削砥石の実力を余すことなく発揮するためには高級なマシンが必要になる。某T社製の理想的な研削盤は標準仕様で7,000万円を超える。何台もフロアーに並べて使える代物ではない。笑

まずは普通の5000番で削ってみた結果↓
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2018年2月17日 (土)

「聞いてねーよ!」を連発

「打ち合わせをするので、参加しませんか?」と誘いがあったので「いいですよー」と軽いノリで行ってみたら大変なことになってた。ギャラリーのつもりで参加OKしたのに「プレゼン代表者」にされていて笑った。通された部屋に新型のプロジェクターが置いてあるのを見て修羅場。出川哲朗やダチョウ倶楽部の上島竜兵みたいに「聞いてねーよ!」と何度も胸の内で叫んでいたんだけど相手に伝わったかな。

プレゼンの予定をしていなかったから軽い装備で参加しちゃった。でも出掛ける直前に「もし、何か必要になったときのため」にHDMIケーブルを持参していったことが幸いした。日常的に持ち歩いているiPadには仕事の資料、データ、顕微鏡写真が収めてある。また、旅先で撮影した写真をその場で編集してSNSにアップロードしたり大きな画面に映して人に紹介するための変換ケーブルなども数種類、持ち歩いている。「お客様モード」で寛いでいたら「何かプレゼンお願いできますか?」と指名されて焦ったが用意はできていたことになる。無茶苦茶、喉が渇いてペットボトルのお茶を一気飲みだ。こちらの修羅場を表に出さずにプレゼンを終えて涼しげな顔で終始笑顔。(^◇^)

前もって頼まれれば今度からもうちょっと面白いプレゼンやるよ。笑

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