Semiconductores

Los hornos de difusión desempeñan un papel vital en la fabricación de semiconductores, ya que utilizan procesos de calentamiento precisos que implican calentamiento por radiación y convección. La temperatura en las distintas zonas debe controlarse estrictamente, así como los gradientes de temperatura, para garantizar la difusión uniforme de las impurezas en las obleas de silicio. Estos hornos también gestionan cuidadosamente las velocidades de subida y bajada de la temperatura para evitar tensiones térmicas en las obleas. Los hornos de difusión modernos incluyen ahora controles avanzados para supervisar los parámetros críticos del proceso en tiempo real, evitando así defectos en esta fase crítica del proceso de fabricación de semiconductores.

Otro proceso crítico en la producción de obleas de silicio es la deposición de vapor. Este proceso implica procesos térmicos que calientan los materiales de origen (conocidos como precursores) hasta un estado de vapor y luego permiten que se condensen en el sustrato de la oblea. Este método permite recubrimientos de película fina precisos y controlados tanto para obleas de silicio como para recubrimientos ópticos como pantallas y matrices fotovoltaicas. Los sistemas de deposición de vapor constan de varias etapas, cada una de las cuales requiere un control preciso de la temperatura para garantizar deposiciones uniformes y de alta calidad.

Las obleas de silicio son muy frágiles y se requiere una detección precisa para detectar la posición y presencia de las obleas durante su transferencia y también durante las operaciones automáticas de carga y descarga. En la mayoría de los casos, el espacio de instalación es muy limitado y cualquier sensor de detección debe tener un montaje flexible y debe poder ajustarse fácilmente. Otra característica crítica es la de una alta inmunidad a las interferencias externas, ya que estas últimas podrían dar lugar a una detección errónea y a elevados costes de desguace.

Los equipos de limpieza de obleas de silicio son esenciales en la industria de semiconductores para mantener la pureza e integridad de las obleas. Estas máquinas utilizan una combinación de procesos químicos, mecánicos y basados en agua ultrapura para eliminar contaminantes, partículas y residuos orgánicos de la superficie de las obleas. El equipo suele incluir baños ultrasónicos, depósitos de productos químicos, secadores de enjuague por centrifugado y depuradores, todos ellos diseñados para lograr un alto nivel de limpieza. La precisión es primordial, ya que incluso las impurezas más pequeñas pueden afectar al rendimiento de los semiconductores. Unas obleas limpias mejoran el rendimiento y la calidad, por lo que estos sistemas de limpieza son indispensables en la fabricación de semiconductores.

Los equipos de prueba de semiconductores desempeñan un papel fundamental en la evaluación de la funcionalidad y el rendimiento de los circuitos integrados y los dispositivos semiconductores. Los componentes calefactores suelen integrarse en los sistemas de prueba con diversos fines. Una de las funciones principales es la prueba de temperatura, que somete al dispositivo semiconductor a diferentes rangos de temperatura para evaluar su rendimiento en diversas condiciones de funcionamiento.
Los elementos calefactores, como los calentadores resistivos o los dispositivos Peltier, se utilizan para controlar con precisión la temperatura del dispositivo sometido a prueba. Esto es crucial porque muchos dispositivos semiconductores muestran comportamientos diferentes a distintas temperaturas, y es necesario realizar pruebas exhaustivas a rangos de temperatura extremos para garantizar la fiabilidad.

Los hornos de reflujo se utilizan habitualmente para componentes de tecnología de montaje superficial (SMT). Estos hornos utilizan un sistema de cinta transportadora para hacer pasar las placas de circuito impreso a través de un perfil térmico cuidadosamente controlado. Las zonas de temperatura precisa del horno funden la pasta de soldadura, creando fuertes conexiones eléctricas entre los componentes y las placas de circuito impreso. Este proceso garantiza fiabilidad y consistencia, por lo que es adecuado para electrónica de alta densidad y miniaturizada. Por otro lado, la soldadura por ola se utiliza principalmente para componentes con orificios pasantes. Consiste en pasar una ola de soldadura fundida por encima de las placas de circuito impreso.

Las cámaras climáticas se utilizan mucho en las pruebas de semiconductores y la evaluación de la fiabilidad. Estas cámaras proporcionan entornos controlados en los que los dispositivos semiconductores se someten a distintos niveles de temperatura y humedad para sacar a la luz cualquier defecto de diseño o problema de vida útil. Las cámaras climáticas también pueden utilizarse como parte de un sistema de rodaje en el que los dispositivos bajo prueba (DUT) también se someten a temperaturas y tensiones eléctricas para simular una aplicación del mundo real. Al acelerar determinadas físicas de fallo, los fabricantes pueden garantizar que el producto final cumplirá las especificaciones del cliente en diferentes condiciones de uso.