Usinage de semi-conducteurs : Tout ce qu'il faut savoir

De nos jours, l'électronique est équipée de semi-conducteurs, qui en constituent le cœur et l'aident à fonctionner efficacement. Ces semi-conducteurs sont fabriqués à l'aide de méthodes polyvalentes, et le processus d'usinage des semi-conducteurs permet de les concevoir avec une grande précision.

Si vous souhaitez en savoir plus sur le processus d'usinage des semi-conducteurs et sur ses avantages et inconvénients, lisez le guide ci-dessous.

Qu'est-ce que l'usinage des semi-conducteurs ?

Les machines de fabrication de semi-conducteurs permettent de fabriquer des semi-conducteurs de haute qualité. Le processus d'usinage des semi-conducteurs fait appel aux techniques CNC, qui permettent de les fabriquer en utilisant des composants et des matériaux verticaux. L'usinage CNC permet d'enlever la matière des pièces et implique également l'usinage de plaquettes de silicium.

Avantages de l'usinage CNC des semi-conducteurs

Les avantages de l'usinage CNC des semi-conducteurs sont les suivants :

• L'usinage CNC permet de fabriquer les composants avec une précision constante par rapport aux techniques traditionnelles.
• La qualité de la surface des pièces augmente grâce à l'usinage CNC.
• Les machines à commande numérique offrent une grande souplesse, car elles sont dotées d'outils de coupe polyvalents qui permettent de découper des formes et des tailles différentes.

Limites de l'usinage CNC des semi-conducteurs

Les limites de l'usinage CNC des semi-conducteurs sont les suivantes :

• La tolérance à la chaleur et l'impact thermique sur le matériau sont des limites majeures, car si la température est très élevée, les performances du semi-conducteur peuvent être affectées.
• Les machines CNC ont une taille fixe, il n'est donc pas possible de produire un grand volume.
• Les opérateurs sont confrontés à une erreur de programmation fréquente au cours du processus d'usinage CNC des semi-conducteurs.

Matériaux avancés dans l'usinage des semi-conducteurs

L'usinage des semi-conducteurs nécessite des matériaux capables de résister à des conditions de traitement extrêmes. Il est important que les matériaux puissent tolérer des températures élevées et résister à des environnements difficiles. Voici quelques-uns des matériaux utilisés dans l'usinage des semi-conducteurs :

• Le silicium est le principal type de matériau naturel utilisé dans l'usinage des semi-conducteurs, connu pour ses excellentes propriétés. Il convient à un large éventail d'applications et nécessite une expertise et des outils d'usinage précis. Le silicium est sensible à la chaleur et fragile.
• Le carbure de silicium offre une conductivité thermique et une dureté élevées, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une puissance élevée. Ces pièces sont difficiles à usiner car elles sont dures et offrent d'excellentes performances.
• L'arséniure de gallium est un matériau utilisé dans les semi-conducteurs pour les applications à haute fréquence. Il offre une grande mobilité des électrons et doit être manipulé avec précaution car il est toxique et cassant.
• Le germanium et l'indium phosphore conviennent aux semi-conducteurs complexes ; ils nécessitent des méthodes d'usinage spéciales en raison de leur rareté et de leur sensibilité.
• Les polymères et les céramiques sont utilisés pour isoler les semi-conducteurs. Les céramiques d'alumine et le polyamide sont utilisés pour isoler les couches des semi-conducteurs et offrent stabilité et protection aux pièces.

Pourquoi les tolérances serrées sont-elles importantes dans l'usinage des semi-conducteurs ?

Dans l'usinage des semi-conducteurs, la tolérance serrée est importante car elle permet de fabriquer des pièces avec précision, ce qui est important pour les appareils électroniques. La précision des semi-conducteurs doit être très élevée, de l'ordre du micron, afin de préserver la fiabilité, la fonctionnalité et l'efficacité.

Il est utilisé dans les puces de mémoire et les microprocesseurs ; par conséquent, les écarts mineurs sont intolérables. Pour maintenir la tolérance serrée dans l'usinage des semi-conducteurs, il est important de respecter les normes de qualité.

Méthodes d'usinage de précision des semi-conducteurs

L'usinage de précision pour les semi-conducteurs fait appel à différentes méthodes, qui sont les suivantes :

Fraisage CNC

Fraisage CNC est une méthode ultra-précise qui utilise des fraises dotées de fines pointes de diamant qui permettent d'obtenir des tolérances très étroites. Le niveau de précision du fraisage est important pour créer des modèles complexes.

Tournage CNC

Tournage CNC est un processus précis qui permet de fabriquer des pièces semi-conductrices cylindriques. Ces composants nécessitent une finition de surface sans faille et des pièces aux tolérances serrées, qui garantissent la fiabilité et la fonctionnalité de ces dispositifs.

EDM

EDM (Electrical Discharge Machining) est une méthode qui convient à la production de pièces semi-conductrices ayant des formes et des géométries complexes. Elle est surtout utilisée pour les matériaux durs et les pièces qui nécessitent une grande précision avec un minimum de dégâts matériels.

Micro-usinage

Le micro-usinage est utilisé pour produire des pièces dont la taille est infime, de l'ordre de quelques micromètres. Il permet de produire ces pièces miniatures avec précision.

Conseils utiles pour l'usinage des semi-conducteurs

Le processus de fabrication des semi-conducteurs nécessite la prise en compte de certains conseils pour garantir la fabrication de pièces de haute qualité grâce à l'usinage. Voici quelques-uns de ces conseils :

• L'usinage des semi-conducteurs exige plus de précision que de vitesse. Il convient donc de régler la machine CNC à un rythme qui offre de la précision et ne précipite pas la production.
• Les pièces semi-conductrices ont besoin d'une tolérance ultra-fine, ce qui nécessite un usinage très précis, et il ne doit pas y avoir le moindre écart. Il faut donc veiller à calibrer régulièrement les machines.
• Sélectionnez les outils de coupe adaptés aux matériaux semi-conducteurs que vous choisissez. Veillez à ce qu'ils soient bien affûtés et en bon état, car des outils émoussés nuisent à la finition et à la précision.
• Veillez à mettre en place un contrôle de la qualité et à effectuer des vérifications répétées tout au long du processus d'usinage afin de déterminer si les composants répondent ou non aux spécifications requises.

Applications de l'usinage des semi-conducteurs

L'usinage des semi-conducteurs a diverses applications dans de nombreux secteurs, dont certains sont décrits ci-dessous :

Électronique

L'électronique intègre des semi-conducteurs dans divers produits tels que les ordinateurs, les smartphones et les tablettes, car ils gèrent les fonctions clés de ces appareils.

Automobile

Les automobiles d'aujourd'hui ont des caractéristiques très innovantes qui utilisent des composants équipés de semi-conducteurs. Ces pièces contribuent à la sécurité, aux systèmes de navigation et à la gestion des moteurs.

Aérospatiale

Les performances des avions exigent de la fiabilité, et d'autres applications aérospatiales, comme les systèmes de défense par satellite, doivent également faire face à des conditions extrêmes. C'est pourquoi le besoin de pièces semi-conductrices est crucial dans ces applications.

Dispositifs médicaux

L'industrie médicale utilise les semi-conducteurs pour ses machines de diagnostic, et l'utilisation des semi-conducteurs contribue à ces systèmes de surveillance.

Conclusion

L'usinage des semi-conducteurs est un élément essentiel de divers produits de nos jours, car ces semi-conducteurs contrôlent les performances de nombreux systèmes.

Si vous avez lu le guide ci-dessus, vous devez avoir compris son importance, et si vous en avez besoin pour votre prochain projet, nous, à DEK peut vous aider. Prenez donc contact avec nous dès aujourd'hui.