Apparecchiature per semiconduttori

I forni a diffusione svolgono un ruolo fondamentale nella produzione di semiconduttori, utilizzando processi di riscaldamento precisi che coinvolgono il riscaldamento radiante e a convezione. La temperatura nelle diverse zone deve essere strettamente controllata, così come i gradienti di temperatura, per garantire una diffusione uniforme delle impurità nei wafer di silicio. Questi forni gestiscono anche con attenzione i tassi di rampa di salita e di discesa della temperatura per evitare lo stress termico sui wafer. I forni di diffusione moderni includono controlli avanzati per monitorare i parametri critici del processo in tempo reale, evitando così difetti di processo in questa fase critica del processo di produzione dei semiconduttori.

Un altro processo critico nella produzione di wafer di silicio è noto come deposizione di vapore. Questo processo prevede processi termici che riscaldano i materiali di partenza (noti come precursori) allo stato di vapore e poi li lasciano condensare sul substrato del wafer. Questo metodo consente di ottenere rivestimenti a film sottile precisi e controllati sia per i wafer di silicio che per i rivestimenti ottici come i display e gli array fotovoltaici. I sistemi di deposizione di vapore prevedono varie fasi, ognuna delle quali richiede un controllo preciso della temperatura per garantire depositi uniformi e di alta qualità.

I wafer di silicio sono molto fragili ed è necessario un rilevamento preciso per rilevare la posizione e la presenza dei wafer durante il trasferimento dei wafer e anche durante le operazioni di carico e scarico automatico. Nella maggior parte dei casi, lo spazio di installazione è molto limitato e i sensori di rilevamento devono avere un montaggio flessibile e devono essere facilmente regolabili. Un'altra caratteristica critica è l'elevata immunità alle interferenze esterne, poiché queste ultime potrebbero causare un rilevamento errato e costi di scarto elevati.

Le apparecchiature per la pulizia dei wafer di silicio sono essenziali nell'industria dei semiconduttori per mantenere la purezza e l'integrità dei wafer. Queste macchine utilizzano una combinazione di processi chimici, meccanici e basati sull'acqua ultrapura per rimuovere contaminanti, particelle e residui organici dalla superficie dei wafer. L'apparecchiatura comprende in genere bagni a ultrasuoni, serbatoi chimici, asciugatrici di risciacquo e scrubber, tutti progettati per raggiungere un elevato livello di pulizia. La precisione è fondamentale, in quanto anche le più piccole impurità possono influire sulle prestazioni dei semiconduttori. I wafer puliti migliorano la resa e la qualità, rendendo questi sistemi di pulizia indispensabili nella produzione di semiconduttori.

Le apparecchiature di test per semiconduttori svolgono un ruolo fondamentale nella valutazione della funzionalità e delle prestazioni dei circuiti integrati e dei dispositivi a semiconduttore. I componenti di riscaldamento sono spesso integrati nei sistemi di test per vari scopi. Una funzione primaria è il test della temperatura, che sottopone il dispositivo a semiconduttore a diversi intervalli di temperatura per valutarne le prestazioni in varie condizioni operative.
Gli elementi di riscaldamento, come i riscaldatori resistivi o i dispositivi Peltier, vengono utilizzati per controllare con precisione la temperatura del dispositivo in esame. Questo è fondamentale perché molti dispositivi a semiconduttore presentano comportamenti diversi a temperature diverse, e per garantire l'affidabilità è necessario eseguire test approfonditi a intervalli di temperatura estremi.

I forni di riflusso sono comunemente utilizzati per i componenti della tecnologia a montaggio superficiale (SMT). Questi forni utilizzano un sistema di trasporto per far passare i PCB attraverso un profilo termico attentamente controllato. Le precise zone di temperatura del forno fondono la pasta saldante, creando forti connessioni elettriche tra i componenti e i PCB. Questo processo garantisce affidabilità e coerenza, rendendolo adatto all'elettronica ad alta densità e miniaturizzata. La saldatura a onda, invece, è utilizzata principalmente per i componenti a foro passante. Comporta un'onda di saldatura fusa su cui vengono fatti passare i PCB.

Le camere climatiche sono ampiamente utilizzate nei test sui semiconduttori e nella valutazione dell'affidabilità. Queste camere forniscono ambienti controllati in cui i dispositivi a semiconduttore sono sottoposti a diversi livelli di temperatura e umidità per evidenziare eventuali difetti di progettazione o problemi di durata. Le camere climatiche possono anche essere utilizzate come parte di un sistema di burn-in, in cui i dispositivi sotto test (DUT) vengono sottoposti a stress sia di temperatura che elettrici, per simulare un'applicazione reale. Accelerando alcune fisiche di guasto, i produttori possono garantire che il prodotto finale soddisfi le specifiche del cliente in diverse condizioni d'uso.