Resolviendo desafíos de fabricación de semiconductores con mangueras aisladas

Resolviendo desafíos de fabricación de semiconductores con mangueras aisladas

Doug Nordstrom, gerente sénior de productos, mangueras y Yoon Jiang, gerente regional de mercado, semiconductores

En el mundo de la producción de chips semiconductores, la precisión y la limpieza son prioridades que se entrecruzan. Las temperaturas dentro de la cámara deben mantenerse en niveles optimizados para garantizar la estabilidad del proceso. Esto puede ser un desafío debido al calor extremo necesario para mantener un flujo adecuado de gases de proceso. Al mismo tiempo, la cámara debe mantenerse completamente libre de posibles contaminantes para maximizar el rendimiento de las virutas durante el delicado proceso de fabricación.

Debido a que la ingeniería y el diseño son importantes para crear y mantener un entorno de fabricación ideal, puede ser fácil pasar por alto la importancia de seleccionar algunos de los componentes más "básicos" que respaldan el proceso de producción de chips. Considere una manguera industrial simple, que se utiliza en innumerables aplicaciones en todo el mundo de la fabricación. En el proceso de fabricación de semiconductores, las mangueras juegan un papel importante, ya que se utilizan comúnmente para ayudar a los potentes enfriadores a regular el entorno necesario para los procesos de producción.

Como cualquier otra cosa en el proceso de semiconductores, hay algunas consideraciones especiales que deben tenerse en cuenta al elegir las mangueras adecuadas para mantener un entorno de producción óptimo. Seleccionar el grado adecuado de aislamiento para las mangueras, por ejemplo, es crucial no solo para regular las temperaturas durante la fabricación de chips, sino también para evitar riesgos y costos innecesarios en sus operaciones.

Estos son algunos factores a considerar al evaluar soluciones de mangueras aisladas para optimizar sus costos y resultados:

Mantener un control óptimo de la temperatura del fluido. La estabilidad de la temperatura en la cámara de deposición es fundamental para la producción eficiente de semiconductores. Esas temperaturas a menudo están reguladas por potentes enfriadores que utilizan refrigerantes bombeados hacia adentro y hacia afuera por una o más mangueras, y si no están debidamente aisladas, las mangueras de refrigerante pueden ser un área donde la estabilidad puede verse comprometida.

Las temperaturas del fluido aumentarán naturalmente durante el transporte desde el enfriador hasta el entorno de procesamiento. Si una manguera no está equipada con el aislamiento adecuado, es posible que las temperaturas en la cámara no estén en los niveles óptimos si el enfriador no compensa ese aumento de temperatura en las líneas de refrigerante.

Mientras que las aplicaciones industriales generales pueden utilizar simplemente agua como refrigerante, las aplicaciones de semiconductores a menudo utilizan un refrigerante como el glicol que puede alcanzar temperaturas tan bajas como -40 C. Este es un proceso que consume mucha energía y al mantener la temperatura del refrigerante de manera más efectiva que una manguera industrial estándar, una solución aislada puede facilitar un control de temperatura mucho mejor para las líneas que transportan fluidos a estas temperaturas extremadamente frías. Lo mejor para un fabricante de semiconductores es mantener las temperaturas adecuadas de la manera más eficiente posible, tanto para mantener resultados de alta calidad del proceso de fabricación de chips como para minimizar los costos de energía.

Combatiendo la condensación. Las mangueras mal aisladas pueden actuar como un vaso de agua helada en un día caluroso; si la temperatura de la superficie de la manguera está por debajo del punto de rocío ambiental, se formará condensación en el exterior de la manguera. La condensación también puede ocurrir si dos mangueras frías se colocan demasiado juntas, lo que hace que las superficies de cada una se enfríen más que si estuvieran aisladas.

Como en muchas aplicaciones industriales, la condensación puede ser un problema para un fabricante de semiconductores. Cuando las mangueras se enrutan a través de áreas confinadas, como un subsuelo, el goteo no detectado de la condensación podría poner en peligro los equipos sensibles adyacentes, como los electrónicos, causando daños y potencialmente resultando en un tiempo de inactividad del proceso. En áreas no confinadas y con mucho tráfico, las tuberías o mangueras con gotitas de condensación también podrían crear un peligro de resbalones.

Además, los pequeños charcos de líquido que se encuentran cerca de cualquier aplicación industrial pueden requerir una investigación de la causa, lo que puede generar tiempo de inactividad y asignación de recursos innecesarios. Elegir mangueras con las propiedades aislantes adecuadas puede ayudar a prevenir la condensación y problemas asociados como estos.

Qué buscar en las mangueras aisladas. Al seleccionar una manguera aislada para aplicaciones de refrigeración, es importante elegir un material diseñado específicamente para temperaturas frías. Si bien algunas opciones aisladas pueden comercializarse para su uso en aplicaciones de transferencia de fluidos fríos y calientes, el hecho es que los diferentes tipos de aislamiento funcionan de manera diferente según el proceso en el que se utilizan. Por ejemplo, se ha demostrado que una manguera con una cubierta termorretráctil de poliolefina flexible funciona mejor en aplicaciones frías que las mangueras aisladas con cubiertas de tela, que son más adecuadas para aplicaciones de fluidos a alta temperatura. Busque proveedores de mangueras que entiendan qué tipos de materiales funcionan mejor para la aplicación y por qué, luego elija solo mangueras aisladas que estén optimizadas para funcionar en su entorno de uso final.

También es importante que, sin importar el material aislante utilizado, la manguera permanezca lo suficientemente flexible para optimizar el enrutamiento y la instalación. El radio de curvatura mínimo de una manguera, por ejemplo, no debe cambiar con el aislamiento, ni esa capacidad de curvatura debe comprometer sus propiedades aislantes. Busque opciones que mantengan adecuadamente la temperatura objetivo del fluido que está transportando, que lo hagan de manera flexible y que no sean demasiado voluminosas, como una manguera con material aislante de aerogel de baja conductividad térmica.

Finalmente, una manguera aislada que brinda verdadera eficiencia a una aplicación es aquella que usa solo la cantidad de aislamiento que se requiere. En lugar de un enfoque único para todos, un buen proveedor de mangueras puede ofrecer diferentes opciones de capas que pueden cumplir de manera rentable los requisitos de temperatura de su aplicación. En el mejor de los casos, solicitarán los parámetros de su aplicación y usarán una ecuación para determinar exactamente cuánto aislamiento será adecuado para sus necesidades específicas de manguera.

Una solución inteligente y rentable. Los fabricantes de semiconductores que desean reducir los costos deben considerar mirar más allá de las costosas herramientas de fabricación en el centro de sus procesos para encontrar oportunidades de mejora menos obvias pero altamente rentables en todas sus instalaciones. Evaluar su conjunto de mangueras para aplicaciones de transferencia de fluidos a bajas temperaturas y seleccionar las opciones adecuadas de aislamiento de mangueras podría resultar un ejercicio valioso.

Si no está seguro de por dónde empezar, Swagelok puede ayudarle. Nuestro objetivo es trabajar en colaboración con nuestros clientes para satisfacer estas necesidades, ya sea que eso signifique ofrecer una variedad de opciones de mangueras aisladas que se puedan adaptar a sus requisitos o ir al sitio para asesorar sobre las mejores oportunidades para lograr una verdadera eficiencia en su operación. Comuníquese con su centro local autorizado de ventas y servicios para analizar sus necesidades y, juntos, encontraremos una solución adecuada para usted.