Plásticos de alto rendimiento: materiales esenciales para la fabricación moderna de semiconductores

Los plásticos de alto rendimiento son indispensables en la fabricación de semiconductores, donde la precisión y el control de contaminación son primordiales. El proceso de fabricación comienza con obleas de silicio e instalaciones totalmente integradas —comúnmente denominadas "fab"— cuya construcción puede alcanzar varios miles de millones de dólares. En el corazón de cada fab se encuentra la sala blanca.

El polvo se controla meticulosamente; incluso la partícula más pequeña puede dañar un CI. La instalación está amortiguada contra vibraciones, y la temperatura y humedad se regulan estrictamente para suprimir descargas electrostáticas.

Los circuitos integrados se producen mediante una secuencia de pasos —fotolitografía, grabado, limpieza, deposición de película delgada y pulido— que requieren aproximadamente 270 productos químicos y gases¹. Muchos de estos, como ácido nítrico, ácidos clorhídrico e hidrofluorico, y ozono, son altamente corrosivos. Los metales pueden corroerse, generando niveles inaceptables de partículas y causando fallos en equipos. Los plásticos de alto rendimiento, sin embargo, sobresalen en estos entornos hostiles.

Los diez principales criterios de rendimiento para plásticos de alto rendimiento en fabricación de semiconductores:

1. Resistencia química excepcional para prevenir corrosión.
2. Generación mínima de partículas para mayor rendimiento.
3. Baja desgasificación y absorción de humedad en condiciones de vacío.
4. Capacidad superior a alta temperatura.
5. Excelente aislamiento eléctrico con constante dieléctrica baja.
6. Estabilidad dimensional y resistencia a la fluencia para vida útil extendida.
7. Bajo contenido de iones metálicos para mantener extractables mínimos en químicos de alta pureza.
8. Excelente mecanizabilidad.
9. Retardancia a la llama.
10. Baja conductividad térmica.

Cómo se aplican estos plásticos: El equipo de semiconductores abarca una amplia gama, pero los plásticos de alto rendimiento son más críticos en sistemas de bancada húmeda. Estas bancadas realizan grabado ácido, enjuague y secado —procesos que exigen máxima pureza y protegen contra arrastre químico o contaminación de obleas durante el secado.

Mira este video de YouTube de una bancada húmeda en acción.
[Enlace al video]

Plásticos de alto rendimiento comunes usados en componentes de bancada húmeda incluyen: PVDF (polivinilideno fluoruro), PP² (polipropileno), PTFE (politetrafluoroetileno), FEP (etileno propileno fluorado), PFA (perfluoroalcoxi), CPVC (cloruro de polivinilo clorado), ECTFE (etileno clorotrifluoroetileno) y PCTFE (politriclorotrifluoroetileno).

Estos materiales forman tanques, accesorios, tornillos, juntas, separadores, carcasas, bandejas para transporte de obleas, asas, bisagras, láminas, tuberías y bombas. Su resistencia química y durabilidad los hacen indispensables para mantener la integridad del proceso.

Sin plásticos de alto rendimiento, las computadoras personales, teléfonos inteligentes y televisores de pantalla plana que definen la era de la información serían impensables.

____________________________

¹ Según HANDBOOK OF CHEMICALS AND GASES FOR THE SEMICONDUCTOR INDUSTRY publicado por Wiley.

² Homopolímero.

Vuelve pronto para una continuación que se centre específicamente en los plásticos de alto rendimiento usados en la industria de semiconductores e incluya datos de propiedades detallados.

¿Buscas más información sobre resistencia química en plásticos de alto rendimiento? ¡Consulta nuestra Guía de Materiales!