高精度製造の世界では、公差が5ミクロン未満に縮小し、表面仕上げが光学品質に近づくため、私たちが頼りにするツールは、従来の基準を超えて進化しなければなりません。何十年もの間、計測機器は鋼鉄と花崗岩で占められてきました。しかし、半導体装置、航空宇宙光学、医療用マイクロデバイスなどの産業が、熱ドリフトや微細な摩耗でさえ許容できない誤差をもたらす領域に進出するにつれ、金属や石ではなく、高度な技術セラミックスで作られた新しいタイプの基準ツールが登場しています。
ZHHIMGでは、単に提供するだけでなく、セラミックストレート定規またはセラミック製直角定規製品。超安定性セラミック素材と最先端のデザインを組み合わせることで、直線定規の可能性を再定義します。その一つが、画期的なカスタムセラミックエアフローティング定規です。この定規は、機械的な接触を完全に排除しながら、ナノメートルレベルの再現性を実現するソリューションです。
なぜセラミックスなのか？その答えは分子レベルから始まります。温度によって大きく膨張する鋼や、安定性にもかかわらず多孔質で不均質な花崗岩とは異なり、ジルコニア強化アルミナ（ZTA）や窒化ケイ素などのエンジニアリングセラミックスは、気孔率がほぼゼロで、非常に高い硬度（1400～1800 HV）、そして3～4 µm/m·°Cという低い熱膨張係数を誇ります。つまり、ZHHIMGのセラミックストレートエッジは、従来の工具では数ミクロンも変形してしまうような温度変化にも耐え、その形状を維持できるのです。
しかし、素材だけでは十分ではありません。当社のセラミック定規の真価は、その製造精度にあります。ダイヤモンド研磨、サブアパーチャ研磨、そしてISOクラス5クリーンルームでのレーザー干渉計による検証により、500mm以上で0.8µm未満の真直度公差を実現しています。これは納品時だけでなく、NISTおよびPTB規格にトレーサブルな完全な校正報告書にも記録されています。セラミック製直角定規電子自動コリメーションによる垂直性テストが行われ、角度が 1 秒角以内 (100 mm で ≈0.5 µm の偏差) に保たれていることが確認されます。
これらは理論上の仕様ではありません。もはや妥協を許さない顧客にとって、これは運用上の現実です。大手EUVリソグラフィ部品サプライヤーは現在、ミラー支持フレームの調整に当社のセラミック製ストレート定規を専用に使用しています。「スチール製の定規は長時間露光サイクルで歪んでしまいました」と、同社の主任計測技術者は語ります。「花崗岩製の定規はパーティクルを拾ってしまいます。セラミック製の定規は18ヶ月間安定しており、再校正の必要もありません。」
しかし、完璧な形状であっても、接触によって形状が崩れることがあります。定規を表面上で擦ると、特に軟質金属や研磨された光学部品では、微細な傷、油膜の干渉、あるいは弾性変形が生じる危険性があります。ZHHIMGのイノベーションは、カスタムセラミックエアフローティング定規によって飛躍的な進歩を遂げます。
これは単なる穴の開いたセラミック製の直定規ではありません。数値流体力学を用いて設計された、完全にエンジニアリングされた空気静圧システムです。定規の全長にわたって均一な層流気流を実現します。清浄で乾燥した空気（または敏感な環境では窒素）で加圧すると、定規はワークピースから5～10ミクロン浮上し、物理的な接触を排除しながら完璧な位置合わせを維持します。その結果、平面度、真直度、段差高さの検証を、±0.2µmの再現性で真の非接触測定できます。
スイスのある量子コンピューティング研究所では、超伝導チップキャリアの検査に600mmのカスタムセラミック製エアフローティング定規を使用しています。「柔らかいスタイラスであっても、接触すると応力が生じ、量子ビットの性能が変わってしまいます」と、同研究所のプロセスエンジニアは説明します。「エアフローティングセラミック定規は、部品に触れることなく必要な基準値を提供します。これは今やミッションクリティカルな技術となっています。」
これを可能にするのは、ZHHIMGが材料科学、精密機械加工、計測技術の専門知識を独自に統合した技術です。多くのサプライヤーがセラミックを構造部品として扱う中、当社は測定用アーティファクトとして最適化しています。当社のセラミック直尺は、欠けを防ぐ面取り加工されたエッジ、検査照明下での反射を抑えるマット仕上げの背面、そして自動ビジョンシステム用のフィデューシャルマーカー（オプション）を備えています。クリーンルーム用途向けには、粒子付着を最小限に抑えるため、表面はRa < 0.02 µmに研磨されています。
アプリケーションはそれぞれ異なるため、私たちは万能のソリューションは考えていません。検査中に薄いウェハを保持するための真空チャネルを内蔵したセラミックストレートエッジが必要ですか？当社で製作いたします。正方形定規CMMプローブの先端に貫通穴を合わせた設計はいかがですか？ 圧力センサーとデジタルレベリングフィードバックを内蔵したカスタムセラミックエアフローティングルーラーはいかがですか？ Tier-1航空宇宙クライアントで既にベータテスト中です。
業界からの評価も高まっています。2025年版グローバル先進計測レビューにおいて、ZHHIMGは、完全な幾何学的検証とデジタルトレーサビリティを備えた、フローティングタイプを含む認証済みセラミック基準工具の包括的なファミリーを提供する唯一の企業として評価されました。しかし、さらに重要なのは、採用が加速していることです。現在、当社のセラミック定規の注文の60%以上は、以前はそのような工具を「過剰」と考えていた業界からのものですが、実際に測定してみると違いがわかるようになっています。
神経インプラントを製造する医療機器スタートアップ企業は、スチール製定規から当社のセラミック製スクエアルーラーに切り替えたことで、初回通過率が22%向上しました。「以前の定規では、チタン製のハウジングに微細な傷が残っていました」と、同社のQAマネージャーは語ります。「切り替えるまでは、そのことに気づきませんでした。今では、すべての部品が外観検査と寸法検査を1回でクリアしています。」
したがって、次回の計測アップグレードを評価するときは、次の点を自問してください。現在の直線定規は不確実性を増加させているでしょうか、それとも不確実性を排除しているでしょうか。
もしあなたのプロセスが検出限界ギリギリで稼働しているなら、答えはセラミックにあるかもしれません。目新しいものではなく、必需品として。ZHHIMGでは、セラミック製ストレート定規、セラミック製スクエア定規、セラミック製ストレートエッジといったツールの製造にとどまりません。私たちは、1ミクロン単位の精度まで、確かな品質を追求するエンジニアリングを行っています。
投稿日時: 2025年12月31日