La fabricació de semiconductors és implacable en precisió. A mesura que es minimitzen els transistors i s'augmenta la circuiteria, fins i tot nivells mínims de variació ambiental poden provocar defectes, pèrdues de rendiment o fallades de fiabilitat final. Sens dubte, l'aspecte més important i descuidat d'un procés sense defectes és el control de la humitat. El rendiment màxim no només es basa en equips de sala blanca de semiconductors d'última generació, sinó també en pràctiques de deshumidificació de sala blanca de semiconductors refinades a consciència amb paràmetres de procés específics en atenció.

El paper de la humitat en la fabricació de semiconductors

La humitat no és només un luxe, sinó un factor important en les instal·lacions de fabricació de semiconductors. La humitat incontrolada presenta els següents perills:

• Oxidació de superfícies sensibles d'oblies
• Descàrrega electrostàtica (ESD), especialment en condicions de baixa humitat
• Contaminació de partícules per adhesió de vapor d'aigua
• Corrosió causada per la humitat durant les etapes d'embalatge i proves

Com que els dispositius semiconductors es fabriquen avui dia a escala nanomètrica, aquests riscos augmenten. Per tant, el control de la humitat dels semiconductors no és simplement una bona idea, sinó un imperatiu tècnic.

Comprendre la sala blanca de semiconductors

Les fàbriques de fabricació de semiconductors, o fabs, es construeixen amb nivells extremadament baixos de partícules a l'aire, fluctuacions de temperatura i humitat. Les sales blanques es classifiquen segons el nombre i el diàmetre acceptables de partícules per metre cúbic segons la classificació ISO o la norma federal 209E.

En aquest entorn, els equips de sala blanca de semiconductors no només regulen el flux d'aire i la filtració, sinó que també estabilitzen la temperatura i la humitat. La integració dels sistemes de sala blanca ha de garantir que els paràmetres ambientals estiguin harmonitzats. Això és especialment cert en operacions delicades com la litografia, la deposició química de vapor (CVD) i el gravat.

Equipament crític de semiconductors per a sala blanca per al control ambiental

Les fàbriques modernes utilitzen diversos equips d'alt rendiment per controlar les condicions ambientals. En el control de la neteja de l'aire i la humitat, els equips següents són els més importants:

• Filtres HEPA i ULPA: eliminen partícules transportades per l'aire de fins a 0,12 micres, cosa que permet controlar la neteja de l'aire i la humitat garantint patrons de flux d'aire estables.
• Sistemes de climatització per a sales blanques: els sistemes especialitzats de calefacció, ventilació i aire condicionat s'adapten específicament a les zones individuals de la sala blanca.
• Sistemes de monitorització ambiental: Sempre atents a la humitat, la temperatura i les partícules en suspensió, oferint avisos en temps real i registre de dades.
• Unitats de deshumidificació: Integrades en sistemes de climatització en la majoria dels casos, són els factors clau per aconseguir punts de rosada ultra baixos en zones d'alta sensibilitat.

Tot l'equipament per a la sala blanca de semiconductors ha d'estar dissenyat amb baix manteniment, compatibilitat i fiabilitat per garantir el temps de funcionament i l'estabilitat del procés.

Tècniques avançades de deshumidificació de semiconductors per a sales blanques

La regulació òptima de la humitat a les sales blanques de semiconductors és un repte tecnològic, especialment quan la humitat ambiental és d'un punt de rosada alt o molt baix, cosa que requereix plantes (tan baix com -40 °C o fins i tot -60 °C). Aquí és on entra en joc la tecnologia de deshumidificació de sales blanques de semiconductors.

Les tècniques de deshumidificació que s'utilitzen són:

• Deshumidificadors dessecants: utilitzen materials higroscòpics per dessecar l'aire i són ideals per a aplicacions de baixa humidificació.
• Deshumidificadors basats en refrigeració: refreden l'aire per transportar aigua, òptim per a les demandes generals de control d'humitat.
• Sistemes híbrids: el dessecant i la refrigeració es barregen per a un funcionament eficaç sota condicions de control estricte.

Els sistemes sovint es construeixen amb capacitat de zonificació, on les zones individuals de la sala blanca poden tenir diferents nivells d'humitat segons l'etapa del procés i la sensibilitat de l'equip.

Avantatges del control integrat d'humitat de semiconductors

Un mètode de control d'humitat integrat de semiconductors té diversos avantatges operatius:

• Rendiment millorat: una humitat constant evita els defectes d'humitat i proporciona una proporció més alta d'encenalls utilitzables.
• Temps d'inactivitat reduït: els sistemes automatitzats de control ambiental redueixen la manipulació i la depuració manuals al mínim absolut.
• Compliment i certificació: El compliment de la norma ISO 14644 o la certificació GMP es simplifica amb uns sistemes de control excel·lents en funcionament.
• Eficiència energètica: els sistemes de deshumidificació avançats poden ser eficients energèticament però controlats dins de límits ajustats.

A més, amb les fàbriques automatitzades i impulsades per la intel·ligència artificial, els sistemes de control d'humitat s'estan integrant en altres sistemes, com ara sistemes d'execució de fabricació (MES) i sistemes de gestió d'edificis (BMS), per tal que siguin controlats centralment i capaços de mantenir-los predictivament.

Conclusió

El control de la humitat en la fabricació de semiconductors no és menys que una preocupació secundària: és un factor intrínsec que facilita la qualitat, la consistència i la rendibilitat. Utilitzant tecnologia avançada de sala blanca de semiconductors i mètodes adequats de deshumidificació de sala blanca de semiconductors, les fàbriques poden aconseguir les toleràncies precises necessàries per fabricar xips de nova generació.

Si adopteu sistemes de control d'humitat de semiconductors integrats, intel·ligents i d'estalvi d'energia, us situeu en una posició adequada per satisfer les demandes creixents de mercats que van des de la IA i la IoT fins a l'automoció i l'aeroespacial. En un món on una micra és crucial, l'entorn que creeu és encara més crucial.