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Resolver los Retos de la Fabricación de Semiconductores con Mangueras con Aislamiento

Resolver los Retos de la Fabricación de Semiconductores con Mangueras con Aislamiento

16 de junio de 2020 | Doug Nordstrom, Director General de Productos de Mangueras y Yoon Jiang, Director del Mercado Regional del Semiconductor.

En el mundo de la producción de chips semiconductores, la precisión y la limpieza son prioridades entrelazadas. Las temperaturas dentro de la cámara deben mantenerse a niveles óptimos para asegurar la estabilidad del proceso. Esto puede ser un reto debido al calor extremo necesario para mantener el caudal adecuado de los gases de proceso. Al mismo tiempo, la cámara debe mantenerse completamente libre de posibles contaminantes para maximizar la producción de chips durante el delicado proceso de fabricación.

Debido a la significante ingeniería y diseño que se necesita 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 apoyan el proceso de producción de chips. Pensemos en una simple manguera industrial, que se utiliza en innumerables aplicaciones en todo el mundo de la fabricación. En el proceso de fabricación de semiconductores, las mangueras desempeñan un papel importante, ya que suelen utilizarse para ayudar a los refrigeradores de gran potencia a regular el entorno necesario para los procesos de producción.

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Como en todo lo demás en el proceso del semiconductor, hay algunas consideraciones especiales que deben hacerse al elegir las mangueras correctas para mantener un entorno de producción óptimo. La selección del grado apropiado de aislamiento de las mangueras, por ejemplo, es crucial no sólo para regular las temperaturas durante la fabricación de chips, sino para evitar riesgos y costes innecesarios en sus operaciones.

Estos son algunos factores a considerar al evaluar las soluciones de mangueras con aislamiento para optimizar sus costes y resultados:

Mantener un control óptimo de la temperatura del fluido. La estabilidad de la temperatura en la cámara de deposición es crítica para la producción eficiente de semiconductores. Esas temperaturas suelen estar reguladas por potentes enfriadores que utilizan refrigerantes bombeados hacia dentro y hacia fuera a través de una o más mangueras, y si no están debidamente aisladas, las mangueras de refrigerante pueden ser un área comprometida para la estabilidad.

La temperatura de los fluidos aumentará de forma natural durante el transporte desde el refrigerador al entorno de procesado. Si una manguera no está equipada con el aislamiento adecuado, las temperaturas en la cámara pueden no estar en los niveles óptimos si el refrigerador no está compensando ese aumento de temperatura en las líneas de refrigerante.

Mientras que las aplicaciones industriales generales podrían utilizar simplemente agua como refrigerante, las aplicaciones de semiconductores suelen utilizar el glicol como refrigerante, que puede alcanzar temperaturas de hasta -40 C. Se trata de un proceso que consume mucha energía, y al mantener la temperatura del refrigerante de manera más eficaz que una manguera industrial estándar, una solución de aislamiento puede facilitar un control de la temperatura mucho mejor para las líneas que transportan fluidos a estas temperaturas extremas. A un fabricante de semiconductores le interesa mantener las temperaturas adecuadas de la manera más eficiente posible, tanto para mantener la alta calidad de los resultados del proceso de fabricación de los chips como para minimizar los costes de energía.

Combatir la condensación. Las mangueras con un aislamiento inadecuado pueden comportarse 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 producirse si dos mangueras frías se colocan demasiado cerca una de la otra, provocando que las superficies de cada una se enfríen más que si estuvieran aisladas.

Como en muchas aplicaciones industriales, la condensación también puede ser un problema para un fabricante de semiconductores. Cuando el trazado de las mangueras se realiza a través de áreas confinadas, como el subsuelo, el goteo no detectado de la condensación podría poner en peligro el equipo sensible adyacente, como la electrónica, causando daños y potencialmente resultando en una parada del proceso. En zonas abiertas y de gran tráfico, el tubo o la manguera con gotas de condensación también pueden crear un riesgo de accidentes.

Además, las acumulaciones de líquido cerca de cualquier aplicación industrial pueden hacer necesaria una investigación sobre la causa, y dar lugar a un tiempo de inactividad innecesario y a la asignación de recursos. Elegir mangueras con las propiedades aislantes correctas puede ayudar a prevenir la condensación y problemas relacionados como estos.

Qué pedir a las mangueras con aislamiento. Al seleccionar una manguera con aislamiento para aplicaciones de refrigeración, es importante elegir un material que haya sido diseñado específicamente para temperaturas frías. Si bien algunas opciones de aislamiento pueden comercializarse para su uso en aplicaciones de transferencia de fluidos tanto calientes como fríos, el hecho es que los distintos tipos de aislamiento funcionan de manera diferente según el proceso en el que se utilicen. Por ejemplo, se ha demostrado que una manguera con una cubierta termorretráctil de poliolefina flexible funciona mejor en aplicaciones de frío 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, y luego elija sólo mangueras aisladas que estén optimizadas para funcionar en su entorno de uso final.

También es importante que, independientemente del material aislante utilizado, la manguera se mantenga lo suficientemente flexible para optimizar el trazado y la instalación. El radio mínimo de curvatura 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, hágalo de manera flexible, y que además no sean demasiado voluminosas, como los hose featuring low thermal-conductivity aerogel materiales aislantes.

Por último, una manguera aislada que aporta una verdadera eficiencia a una aplicación es aquella que utiliza sólo la cantidad de aislamiento que se requiere. En lugar de una solución única, un buen proveedor de mangueras debe poder ofrecer diferentes opciones de capas que satisfagan de forma rentable los requisitos de temperatura de su aplicación. En el mejor de los casos, le pedirán los parámetros de su aplicación y calcularán exactamente la cantidad de aislamiento adecuada para sus necesidades específicas de mangueras.

Una solución inteligente y rentable. Para reducir los costes, los fabricantes de semiconductores deberían ver más allá de las herramientas de fabricación caras en torno a las cuales giran sus procesos, para encontrar oportunidades menos obvias, pero altamente rentables de mejorar sus instalaciones. Un ejercicio valioso, sería evaluar su conjunto de mangueras para aplicaciones de transferencia de fluidos a baja temperatura y seleccionar las opciones apropiadas de aislamiento de las mangueras.

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 ofreciendo una variedad de of opciones de mangueras aisladas que se pueden adaptar a sus requisitos o visitando sus instalaciones para asesorarle sobre las mejores oportunidades de conseguir una verdadera eficiencia en su operación. Contacte con su centro local autorizado de ventas y servicio para hablar de sus necesidades, y juntos, encontraremos una solución adecuada para Vd.

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