Plásticos de Alto Desempenho: Materiais Essenciais para Fabricação Moderna de Semicondutores

Plásticos de alto desempenho são indispensáveis na fabricação de semicondutores, onde precisão e controle de contaminação são primordiais. O processo de fabricação começa com wafers de silício e uma instalação totalmente integrada — comumente referida como fab — cuja construção pode atingir vários bilhões de dólares. No coração de cada fab está a sala limpa.

Poeira é meticulosamente controlada; até a menor partícula pode danificar um CI. A instalação é amortecida contra vibrações, e temperatura e umidade são rigidamente reguladas para suprimir descarga estática.

Circuitos integrados são produzidos através de uma sequência de etapas — fotolitografia, gravação, limpeza, deposição de filme fino e polimento — que requerem aproximadamente 270 produtos químicos e gases¹. Muitas dessas substâncias, como ácido nítrico, ácidos clorídrico e fluorídrico, e ozônio, são altamente corrosivas. Metais podem corroer, gerando níveis inaceitáveis de particulados e causando falhas de equipamento. Plásticos de alto desempenho, no entanto, se destacam nestes ambientes hostis.

Dez principais critérios de desempenho para plásticos de alto desempenho na fabricação de semicondutores:

1. Resistência química excepcional para prevenir corrosão.
2. Geração mínima de partículas para maior rendimento.
3. Baixa desgasificação e absorção de umidade em condições de vácuo.
4. Capacidade superior de alta temperatura.
5. Excelente isolamento elétrico com baixa constante dielétrica.
6. Estabilidade dimensional e resistência à fluência para vida útil estendida.
7. Baixo teor de íons metálicos para manter extratáveis mínimos em produtos químicos de alta pureza.
8. Excelente usinabilidade.
9. Retardância a chamas.
10. Baixa condutividade térmica.

Como esses plásticos são aplicados: Equipamentos de semicondutores abrangem uma ampla gama, mas plásticos de alto desempenho são mais críticos em sistemas de bancada úmida. Estas bancadas realizam gravação ácida, enxágue e secagem — processos que demandam pureza máxima e proteção contra contaminação química cruzada ou contaminação de wafer durante a secagem.

Assista a este vídeo do YouTube de uma bancada úmida em ação!
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Plásticos de alto desempenho comuns usados em componentes de bancada úmida incluem: PVDF (polivinilideno fluoreto), PP² (polipropileno), PTFE (politetrafluoroetileno), FEP (etileno propileno fluorado), PFA (perfluoroalcoxi), CPVC (policloreto de vinila clorado), ECTFE (etileno clorotrifluoroetileno) e PCTFE (politriclorotrifluoroetileno).

Estes materiais formam tanques, conexões, parafusos, juntas, espaçadores, carcaças, bandejas de transporte de wafer, alças, dobradiças, chapas, tubos e bombas. Sua resistência química e durabilidade os tornam indispensáveis para manter a integridade do processo.

Sem plásticos de alto desempenho, os computadores pessoais, smartphones e TVs de tela plana que definem a era da informação seriam impensáveis.

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¹ Segundo HANDBOOK OF CHEMICALS AND GASES FOR THE SEMICONDUCTOR INDUSTRY publicado pela Wiley.

² Homopolímero.

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