Equipamento de semicondutores

Os fornos de difusão desempenham um papel vital no fabrico de semicondutores, utilizando processos de aquecimento precisos que envolvem aquecimento radiante e por convecção. A temperatura nas diferentes zonas tem de ser rigorosamente controlada, bem como os gradientes de temperatura, para garantir uma difusão uniforme das impurezas nas bolachas de silício. Estes fornos também gerem cuidadosamente as taxas de aumento e de arrefecimento da temperatura para evitar o stress térmico nas bolachas. Os fornos de difusão modernos incluem agora controlos avançados para monitorizar os parâmetros críticos do processo em tempo real, evitando assim defeitos do processo nesta fase crítica do processo de fabrico de semicondutores.

Outro processo crítico na produção de bolachas de silício é conhecido como deposição de vapor. Este processo envolve processos térmicos que aquecem os materiais de origem (conhecidos como precursores) até ao estado de vapor, permitindo depois a sua condensação no substrato da bolacha. Este método permite revestimentos de película fina precisos e controlados, tanto para bolachas de silício como para revestimentos ópticos, tais como ecrãs e matrizes fotovoltaicas. Os sistemas de deposição de vapor envolvem várias fases, cada uma exigindo um controlo preciso da temperatura para garantir deposições uniformes e de alta qualidade.

As bolachas de silício são muito frágeis e é necessária uma deteção precisa para detetar a posição e a presença das bolachas durante a transferência de bolachas e também durante as operações automáticas de carga e descarga. Na maioria dos casos, o espaço de instalação é muito limitado e quaisquer sensores de deteção têm de ter uma montagem flexível e têm de ser facilmente ajustados. Outra caraterística crítica é a elevada imunidade a interferências externas, uma vez que estas podem resultar numa deteção incorrecta e em elevados custos de sucata.

O equipamento de limpeza de bolachas de silício é essencial na indústria de semicondutores para manter a pureza e a integridade das bolachas. Estas máquinas utilizam uma combinação de processos químicos, mecânicos e à base de água ultrapura para remover contaminantes, partículas e resíduos orgânicos da superfície da bolacha. O equipamento inclui normalmente banhos de ultra-sons, tanques de produtos químicos, secadores de enxaguamento por centrifugação e purificadores, todos concebidos para atingir um elevado nível de limpeza. A precisão é fundamental, uma vez que mesmo as mais pequenas impurezas podem afetar o desempenho dos semicondutores. Wafers limpos resultam em melhores rendimentos e qualidade, tornando estes sistemas de limpeza indispensáveis no fabrico de semicondutores.

Os equipamentos de ensaio de semicondutores desempenham um papel fundamental na avaliação da funcionalidade e do desempenho de circuitos integrados e dispositivos semicondutores. Os componentes de aquecimento são frequentemente integrados em sistemas de ensaio para vários fins. Uma das principais funções é o teste de temperatura, que submete o dispositivo semicondutor a diferentes gamas de temperatura para avaliar o seu desempenho em várias condições de funcionamento.
Os elementos de aquecimento, tais como aquecedores resistivos ou dispositivos Peltier, são utilizados para controlar com precisão a temperatura do dispositivo em teste. Isto é crucial porque muitos dispositivos semicondutores apresentam comportamentos diferentes a diferentes temperaturas, e é necessário efetuar testes exaustivos em gamas de temperaturas extremas para garantir a fiabilidade.

Os fornos de refluxo são normalmente utilizados para componentes de tecnologia de montagem em superfície (SMT). Estes fornos utilizam um sistema de transporte para passar PCBs através de um perfil térmico cuidadosamente controlado. As zonas de temperatura precisas do forno derretem a pasta de solda, criando fortes ligações eléctricas entre os componentes e as placas de circuito impresso. Este processo garante fiabilidade e consistência, tornando-o adequado para eletrónica de alta densidade e miniaturizada. A soldadura por onda, por outro lado, é utilizada principalmente para componentes com orifícios de passagem. Envolve uma onda de solda derretida sobre a qual os PCBs são passados.

As câmaras climáticas são amplamente utilizadas nos ensaios de semicondutores e na avaliação da fiabilidade. Estas câmaras proporcionam ambientes controlados onde os dispositivos semicondutores são sujeitos a diferentes níveis de temperatura e humidade para expor quaisquer falhas de conceção ou problemas de vida útil. As câmaras climáticas também podem ser utilizadas como parte de um sistema de "burn-in", em que os dispositivos em teste (DUT) também são sujeitos a temperaturas e tensões eléctricas para simular uma aplicação real. Ao acelerar determinadas físicas de falha, os fabricantes podem garantir que o produto final cumpre as especificações do cliente em diferentes condições de utilização.