Lavorazione dei semiconduttori: Tutto quello che c'è da sapere

Al giorno d'oggi l'elettronica è dotata di semiconduttori, che ne costituiscono il cuore e la aiutano a funzionare in modo efficiente. Questi semiconduttori sono prodotti con metodi versatili e il processo di lavorazione dei semiconduttori aiuta a progettarli con alta precisione.

Se volete saperne di più sul processo di lavorazione dei semiconduttori e sui suoi pro e contro, leggete la guida qui sotto.

Che cos'è la lavorazione dei semiconduttori?

Le macchine per la produzione di semiconduttori aiutano a produrre semiconduttori di alta qualità. Il processo di lavorazione dei semiconduttori si avvale di tecniche CNC, che consentono di fabbricarli utilizzando componenti e materiali verticali. La lavorazione CNC consente di rimuovere il materiale dai pezzi e di lavorare i wafer di silicio.

Vantaggi della lavorazione CNC dei semiconduttori

I vantaggi della lavorazione CNC dei semiconduttori sono i seguenti:

• La lavorazione CNC aiuta a produrre i componenti con una precisione costante rispetto alle tecniche tradizionali.
• La qualità della superficie dei pezzi aumenta grazie alla lavorazione CNC.
• Le macchine CNC offrono flessibilità in quanto dispongono di strumenti di taglio versatili che possono aiutare a tagliare forme e dimensioni diverse.

Limitazioni della lavorazione CNC dei semiconduttori

I limiti della lavorazione CNC dei semiconduttori sono i seguenti:

• La tolleranza al calore e l'impatto termico sul materiale sono limitazioni importanti, perché se la temperatura è molto alta, le prestazioni del semiconduttore possono essere compromesse.
• Le macchine CNC hanno una dimensione fissa, quindi non è possibile produrre grandi volumi.
• Gli operatori devono affrontare un errore comune nella programmazione durante il processo di lavorazione CNC per i semiconduttori.

Materiali avanzati nella lavorazione dei semiconduttori

La lavorazione dei semiconduttori richiede materiali in grado di resistere a condizioni di lavorazione estreme. Sono importanti i materiali in grado di tollerare temperature elevate e di resistere ad ambienti difficili. Alcuni dei materiali utilizzati nella lavorazione dei semiconduttori sono i seguenti:

• Il silicio è il principale tipo di materiale naturale utilizzato nella lavorazione dei semiconduttori, noto per le sue eccellenti proprietà. È adatto a un'ampia gamma di applicazioni e richiede competenze e strumenti precisi per la lavorazione. Il silicio è sensibile al calore e fragile.
• Il carburo di silicio offre un'elevata conducibilità termica e durezza, che lo rendono adatto alle applicazioni che richiedono una potenza elevata. Questi componenti sono difficili da lavorare perché sono duri e offrono prestazioni eccellenti.
• L'arseniuro di gallio è un materiale utilizzato nei semiconduttori per applicazioni che richiedono un'alta frequenza. Offre un'elevata mobilità degli elettroni e richiede una manipolazione attenta in quanto è tossico e fragile.
• Il germanio e il fosforo di indio sono adatti per semiconduttori complessi; richiedono metodi di lavorazione speciali perché sono rari e sensibili.
• I polimeri e le ceramiche sono utilizzati per isolare i semiconduttori. La ceramica di allumina e la poliammide sono utilizzate per isolare gli strati dei semiconduttori e offrire stabilità e protezione ai componenti.

Perché le tolleranze strette sono importanti nella lavorazione dei semiconduttori?

Nella lavorazione dei semiconduttori, le tolleranze strette sono importanti perché consentono di fabbricare pezzi precisi, importanti per i dispositivi elettronici. L'accuratezza dei semiconduttori deve essere molto precisa, a livelli di micron, in modo da mantenere l'affidabilità, la funzionalità e l'efficienza.

È utilizzato nei chip di memoria e nei microprocessori; pertanto, piccole deviazioni sono intollerabili. Per mantenere la stretta tolleranza nella lavorazione dei semiconduttori, è importante soddisfare gli standard di qualità.

Metodi di lavorazione di precisione dei semiconduttori

La lavorazione di precisione dei semiconduttori prevede diversi metodi, che sono i seguenti:

Fresatura CNC

Fresatura CNC è un metodo ultrapreciso che utilizza frese con punte di diamante sottili che consentono di ottenere tolleranze molto strette. Il livello di precisione nella fresatura è importante per creare modelli intricati.

Tornitura CNC

Tornitura CNC è un processo preciso che aiuta a produrre componenti cilindrici per semiconduttori. Questi componenti necessitano di una finitura superficiale perfetta e di pezzi con tolleranze ristrette, che garantiscono l'affidabilità e la funzionalità di questi dispositivi.

EDM

EDM (Electrical Discharge Machining) è un metodo adatto alla produzione di pezzi di semiconduttori con forme e geometrie complesse. Si opta soprattutto per materiali duri e per pezzi che richiedono un'elevata precisione con danni minimi al materiale.

Microlavorazione

La microlavorazione viene utilizzata per produrre pezzi di dimensioni micro, come pochi micrometri. Consente di produrre con precisione questi pezzi in miniatura.

Consigli utili per la lavorazione dei semiconduttori

Il processo di produzione dei semiconduttori richiede la considerazione di alcuni suggerimenti per garantire la produzione di pezzi di alta qualità con la lavorazione meccanica. Alcuni di questi consigli sono i seguenti:

• La lavorazione dei semiconduttori richiede più precisione che velocità. Pertanto, è necessario impostare la macchina CNC a un ritmo che offra precisione e che non metta fretta nella produzione.
• I componenti dei semiconduttori necessitano di una tolleranza ultrafine, che richiede una lavorazione altamente precisa, e non deve esserci la minima deviazione. Per questo motivo, è necessario assicurarsi di calibrare regolarmente le macchine.
• Selezionare gli utensili da taglio adatti ai materiali per semiconduttori scelti. Assicuratevi che siano affilati e in buone condizioni, poiché gli utensili opachi influiscono sulla finitura e sulla precisione.
• Assicuratevi di implementare il controllo qualità e di effettuare ripetuti controlli durante l'intero processo di lavorazione per verificare se i componenti soddisfano o meno le specifiche richieste.

Applicazioni della lavorazione dei semiconduttori

La lavorazione dei semiconduttori ha diverse applicazioni in molti settori, alcune delle quali sono le seguenti:

Elettronica

L'elettronica inserisce i semiconduttori in vari prodotti come computer, smartphone e tablet, in quanto gestiscono le funzioni chiave di questi dispositivi.

Automobile

Le automobili di oggi hanno caratteristiche altamente innovative che utilizzano componenti dotati di semiconduttori. Questi componenti contribuiscono alla sicurezza, ai sistemi di navigazione e alla gestione dei motori.

Aerospaziale

Le prestazioni degli aerei richiedono affidabilità e anche altre applicazioni aerospaziali, come i sistemi di difesa satellitare, devono gestire condizioni estreme. Per questo motivo, la necessità di componenti a semiconduttore è fondamentale.

Dispositivi medici

L'industria medica utilizza i semiconduttori per le sue macchine diagnostiche e l'uso dei semiconduttori è utile per questi sistemi di monitoraggio.

Conclusione

La lavorazione dei semiconduttori è oggi una parte essenziale di vari prodotti, perché questi semiconduttori controllano le prestazioni di numerosi sistemi.

Se avete letto la guida di cui sopra, avrete capito il suo significato e se avete bisogno di averla per il vostro prossimo progetto, noi di DEK può aiutarvi. Quindi, contattateci oggi stesso.