Equipos semiconductores

Los hornos de difusión desempeñan un papel vital en la fabricación de semiconductores, ya que utilizan procesos precisos de calentamiento por radiación y convección. La temperatura en las distintas zonas debe controlarse estrictamente, así como los gradientes de temperatura, para garantizar una 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 los defectos del proceso en esta fase crítica del proceso de fabricación de semiconductores.

Otro proceso crítico en la producción de obleas de silicio es el conocido como deposición de vapor. Este proceso implica procesos térmicos que calientan los materiales fuente (conocidos como precursores) hasta un estado de vapor y luego permiten que se condensen en el sustrato de la oblea. Este método permite recubrimientos precisos y controlados de película fina tanto para obleas de silicio como para recubrimientos ópticos como pantallas y matrices fotovoltaicas. Los sistemas de deposición de vapor implican 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 la 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 los semiconductores para mantener la pureza y la integridad de las obleas. Estas máquinas utilizan una combinación de procesos químicos, mecánicos y a base de agua ultrapura para eliminar contaminantes, partículas y residuos orgánicos de la superficie de las obleas. El equipo suele incluir baños de ultrasonidos, depósitos de productos químicos, secadoras de enjuague por centrifugado y fregadoras, todo ello diseñado 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 se traducen en una mejora del rendimiento y la calidad, lo que hace que estos sistemas de limpieza sean 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 se integran a menudo en los sistemas de prueba con diversos fines. Una función principal 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 su fiabilidad.

Los hornos de reflujo se utilizan habitualmente para componentes de tecnología de montaje superficial (SMT). Estos hornos utilizan un sistema transportador 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 la fiabilidad y la consistencia, por lo que es adecuado para la electrónica de alta densidad y miniaturizada. La soldadura por ola, por otro lado, se utiliza principalmente para componentes con orificios pasantes. Implica una ola de soldadura fundida sobre la que se pasan las placas de circuito impreso.

Las cámaras climáticas se utilizan ampliamente en las pruebas de semiconductores y en la evaluación de la fiabilidad. Estas cámaras proporcionan entornos controlados en los que los dispositivos semiconductores se someten a diferentes niveles de temperatura y humedad para exponer cualquier defecto de diseño o problema de vida útil. Las cámaras climáticas también pueden utilizarse como parte de un sistema de rodaje (burn-in) en el que los dispositivos sometidos a prueba (DUT) también se someterán tanto a la temperatura como al estrés eléctrico para simular una aplicación del mundo real. Al acelerar ciertas físicas de fallo, los fabricantes pueden garantizar que el producto final cumplirá las especificaciones del cliente en diferentes condiciones de uso.