Racores de cara sellada de alta pureza: Esenciales para la integridad en salas limpias de semiconductores

Por qué los racores de cara sellada al vacío son ideales para aplicaciones de semiconductores de alta pureza

Masroor Malik, Semiconductor Market Manager, Swagelok

Dada la búsqueda interminable de la industria de semiconductores de nodos de proceso cada vez más pequeños necesarios para producir chips más potentes, mantener la limpieza del proceso es cada vez más desafiante. Para satisfacer estas necesidades en constante cambio, las fábricas deben crear entornos de producción de precisión y limpieza intransigentes, y los OEMs deben desarrollar equipos que continúen satisfaciendo esas necesidades.

En las aplicaciones de sistemas de fluidos de ultra-alta pureza (UHP) más exigentes —gases inertes o especiales, por ejemplo— las conexiones de accesorios son una consideración crítica para los OEMs de herramientas. Aunque los sistemas UHP a menudo se sueldan para minimizar la posibilidad de fugas, ciertas conexiones deben rehacerse periódicamente para mantenimiento o reemplazo. Pero debido a la naturaleza corrosiva de algunos fluidos de proceso modernos y condiciones de operación, las opciones de accesorios tradicionales con sellos de anillo elastomérico pueden ser inadecuados para un servicio confiable debido a incompatibilidad de materiales. Mientras tanto, la estanqueidad es de suma importancia. Las fugas pueden ser peligrosas, pueden contaminar el entorno UHP y pueden costar al fabricante significativamente en ingresos perdidos y gastos de mantenimiento.

En estas aplicaciones, los racores de cara sellada al vacío pueden representar una solución potencial. Comparados con los accesorios tradicionales, esta tecnología proporciona la fiabilidad de un sello metal-metal, ofreciendo un rendimiento a prueba de fugas con un diseño de vacío a presión positiva. Los racores de cara sellada al vacío también pueden ayudar a mejorar la limpieza general al minimizar las áreas de atrapamiento y pueden mejorar la eficiencia de producción y mantenimiento con su proceso de instalación simple.

Rendimiento de sellado intransigente

Los racores de cara sellada al vacío se desarrollaron por primera vez para su uso en sistemas de ultra-alto vacío en la década de 1960, que fueron fundamentales para la investigación científica innovadora de la industria de energía nuclear. Hoy, su capacidad para mantener un sello a prueba de fugas para fluidos altamente tóxicos, corrosivos y inflamables los ha hecho ideales para algunas de las aplicaciones más populares en la producción de semiconductores.

Un racor de cara sellada al vacío usa dos cuentas altamente pulidas para deformar una junta metálica durante el acoplamiento de la tuerca macho y hembra para lograr tan altos niveles de rendimiento. El sello ocurre en la junta en la "cara" de la cuenta, otorgando al racor su nombre. Debido a que el sello se forma cuando las cuentas penetran la junta, el material de la junta siempre debe ser más blando que las cuentas. Esta deformación permite que las cuentas mantengan su pulido, lo cual es crítico para el rendimiento del sellado. Importante, las cuentas pulidas deben protegerse siempre que se desmonten los accesorios. Bajo condiciones de operación regulares, el sello es completamente barrido por el gas que fluye a través del accesorio, lo que lo hace fácil de purgar e ideal para sistemas donde se deben evitar volúmenes atrapados y espacio muerto.

La capacidad de los racores de cara sellada al vacío para mantener un sello a prueba de fugas los ha hecho ideales para algunas de las aplicaciones más importantes en la producción de semiconductores.

Además de crear un sello confiable, los racores de cara sellada al vacío están diseñados para eliminar áreas de atrapamiento de contaminantes potenciales en comparación con los accesorios de tubo tradicionales. Debido a que los procesos UHP de semiconductores contienen gases que eventualmente viajarán aguas abajo y serán expuestos a la oblea en la cámara de proceso, cualquier oportunidad para garantizar limpieza y pureza es valiosa. Los racores de cara sellada al vacío ofrecen el tipo de limpieza sobresaliente que los entornos de producción de semiconductores demandan. Algunos proveedores pueden ofrecer mejoras adicionales; aceros inoxidables de mayor grado con concentraciones elevadas de níquel y cromo pueden mejorar aún más la resistencia a la corrosión, y tratamientos de acabado superficial como el electropulido dejan una capa de pasivación para una limpieza mejorada.

Instalación y mantenimiento eficientes

Los procedimientos de mantenimiento y conservación para sistemas UHP deben completarse rápidamente y con la mínima interrupción de la operación de la instalación, porque en el mundo de la fabricación de semiconductores, el tiempo es dinero.

Dado que pueden desmontarse y rehacerse fácilmente, los racores de cara sellada al vacío ofrecen beneficios de eficiencia y mantenimiento en aplicaciones UHP donde se requiere un punto de acoplamiento o desmontaje. La instalación es simple y puede realizarse con herramientas comunes. Primero, la conexión se atornilla hasta que quede ajustada a mano. Luego, la tuerca macho se mantiene firme mientras la tuerca hembra se avanza 1/8 de vuelta (45°) más allá del ajuste a mano con una llave (o 1/4 de vuelta 90° si se usa una junta de cobre). Cuando se requiere rehacer, los técnicos deben quitar la junta usada y reemplazarla con otra, luego seguir las instrucciones de acoplamiento originales. Este proceso simple puede crear eficiencia durante el ensamblaje inicial del sistema y cada vez que se requiera mantenimiento, ayudando a los usuarios a volver a la producción más rápidamente.

Vea cómo instalar un racor de cara sellada al vacío

Los racores de cara sellada al vacío representan una opción ideal en sistemas UHP donde la fiabilidad y la facilidad de mantenimiento son críticas. Si decide especificarlos para su sistema, también es importante trabajar con el proveedor adecuado.

Swagelok tiene una herencia de innovación en sistemas de fluidos para procesos de aplicaciones de semiconductores que se remonta a los primeros días del Valle del Silicio. Nuestros racores de junta metálica VCR® fueron diseñados específicamente para resolver los desafíos únicos que se encuentran en el manejo y distribución de gases UHP que fluyen a través de las instalaciones de los fabricantes hasta las herramientas de fabricación de chips OEM.

Entendemos los desafíos cotidianos que se enfrentan en un entorno de producción de semiconductores —y estamos felices de compartir nuestro conocimiento con nuestros clientes. Ofrecemos cursos de capacitación completos sobre nuestros racores VCR, sus características de diseño y dónde pueden desplegarse más eficazmente. Los participantes también pueden aprender lo que se necesita para instalar cada tipo de racor eficazmente y cómo solucionar cualquier problema potencial.

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