Maquinação de semicondutores: Tudo o que precisa de saber

Atualmente, os aparelhos electrónicos estão equipados com semicondutores, uma vez que estes funcionam como o seu coração e ajudam-nos a trabalhar com eficiência. Estes semicondutores são fabricados através de métodos versáteis e o processo de maquinagem de semicondutores ajuda a concebê-los com elevada precisão.

Se quiser saber mais sobre o processo de maquinagem de semicondutores e os seus prós e contras, leia o guia abaixo.

O que é a maquinagem de semicondutores?

As máquinas de fabrico de semicondutores ajudam a fabricar semicondutores de alta qualidade. O processo de maquinagem de semicondutores utiliza técnicas CNC, que ajudam a fabricá-los utilizando componentes e materiais verticais. A maquinagem CNC ajuda a remover material das peças de trabalho e também envolve a maquinagem de bolachas de silício.

Vantagens da maquinagem CNC de semicondutores

As vantagens da maquinagem CNC de semicondutores são as seguintes

• A maquinagem CNC ajuda a fabricar os componentes com uma precisão consistente em comparação com as técnicas tradicionais.
• A qualidade da superfície das peças aumenta devido à maquinagem CNC.
• As máquinas CNC oferecem flexibilidade, uma vez que existem ferramentas de corte versáteis que podem ajudar a cortar diferentes formas e tamanhos.

Limitações da maquinagem CNC de semicondutores

As limitações da maquinagem CNC de semicondutores são as seguintes:

• A tolerância ao calor e o impacto térmico no material são limitações importantes, porque se a temperatura for muito elevada, o desempenho do semicondutor pode ser afetado.
• As máquinas CNC têm um tamanho fixo, pelo que não é possível produzir um grande volume.
• Os operadores enfrentam um erro comum na programação durante o processo de maquinagem CNC para semicondutores.

Materiais avançados na maquinagem de semicondutores

A maquinação de semicondutores requer materiais que possam suportar condições de processamento extremas. São importantes os materiais que podem tolerar temperaturas elevadas e resistir a ambientes agressivos. Alguns dos materiais utilizados na maquinagem de semicondutores são os seguintes:

• O silício é o principal tipo de material natural utilizado na maquinagem de semicondutores, conhecido pelas suas excelentes propriedades. É adequado para uma vasta gama de aplicações e requer conhecimentos e ferramentas precisas para a maquinagem. O silício é sensível ao calor e também é frágil.
• O carboneto de silício oferece uma elevada condutividade térmica e dureza, o que o torna adequado para aplicações que requerem elevada potência. Estas peças são difíceis de maquinar, uma vez que são duras e oferecem um excelente desempenho.
• O arsenieto de gálio é um material utilizado em semicondutores para aplicações que necessitam de alta frequência. Oferece uma elevada mobilidade de electrões e requer um manuseamento cuidadoso, uma vez que é tóxico e quebradiço.
• O germânio e o fósforo índio são adequados para semicondutores complexos; necessitam de métodos de maquinagem especiais porque são raros e sensíveis.
• Os polímeros e as cerâmicas são utilizados para proporcionar isolamento aos semicondutores. A cerâmica de alumina e a poliamida são utilizadas para isolar as camadas dos semicondutores e oferecer estabilidade e proteção às peças.

Porque é que as tolerâncias apertadas são importantes na maquinagem de semicondutores?

Na maquinagem de semicondutores, a tolerância apertada é importante, pois permite o fabrico preciso de peças, o que é importante para os dispositivos electrónicos. A precisão dos semicondutores deve ser muito precisa, ao nível dos microns, para que a fiabilidade, a funcionalidade e a eficiência sejam mantidas.

É utilizado em chips de memória e microprocessadores; por conseguinte, os pequenos desvios são intoleráveis. Para manter a tolerância apertada na maquinagem de semicondutores, é importante que cumpram as normas de qualidade.

Métodos de maquinagem de precisão de semicondutores

A maquinagem de precisão para semicondutores envolve vários métodos, que são os seguintes

Fresagem CNC

Fresagem CNC é um método de ultra-precisão que utiliza fresas com pontas de diamante finas que ajudam a alcançar tolerâncias muito apertadas. O nível de precisão na fresagem é importante para criar padrões complexos.

Torneamento CNC

Torneamento CNC é um processo preciso que ajuda a fabricar peças cilíndricas de semicondutores. Estes componentes necessitam de um acabamento superficial perfeito e de peças com tolerâncias apertadas, que garantam a fiabilidade e a funcionalidade destes dispositivos.

EDM

EDM (Maquinação por Descarga Eléctrica) é um método adequado para produzir peças de semicondutores com formas e geometrias complexas. É maioritariamente utilizado para materiais duros e peças que requerem elevada precisão com o mínimo de danos materiais.

Micro maquinagem

A micro-usinagem é utilizada para produzir peças de tamanho micro, como alguns micrómetros. Ajuda a produzir estas peças em miniatura com precisão.

Sugestões úteis para a maquinagem de semicondutores

O processo de fabrico de semicondutores requer a consideração de alguns conselhos para garantir a produção de peças de elevada qualidade através da maquinagem. Algumas dessas dicas são as seguintes:

• A maquinagem de semicondutores exige mais precisão do que velocidade. Por conseguinte, a máquina CNC deve ser regulada a um ritmo que ofereça precisão e não apresse a produção.
• As peças de semicondutores necessitam de uma tolerância ultra-fina, o que exige uma maquinação altamente precisa, não devendo haver o mais pequeno desvio. Por isso, certifique-se de que calibra as máquinas regularmente.
• Selecione as ferramentas de corte adequadas para os materiais semicondutores que está a escolher. Certifique-se de que estas estão afiadas e em boas condições, uma vez que as ferramentas cegas afectam o acabamento e a precisão.
• Certifique-se de que implementa o controlo de qualidade e realiza verificações repetidas ao longo de todo o processo de maquinagem para verificar se os componentes cumprem ou não as especificações exigidas.

Aplicações da maquinagem de semicondutores

A maquinagem de semicondutores tem várias aplicações em muitas indústrias, sendo algumas delas as seguintes:

Eletrónica

A eletrónica coloca os semicondutores em vários produtos, como computadores, smartphones e tablets, uma vez que são responsáveis pelas principais funções destes dispositivos.

Automóvel

Atualmente, os automóveis têm caraterísticas altamente inovadoras que utilizam componentes equipados com semicondutores. Estes componentes contribuem para a segurança, os sistemas de navegação e a gestão dos motores.

Aeroespacial

O desempenho das aeronaves exige fiabilidade e outras aplicações aeroespaciais, como os sistemas de defesa por satélite, também têm de lidar com condições extremas. Por conseguinte, a necessidade de peças semicondutoras é crucial para estas aplicações.

Dispositivos médicos

A indústria médica utiliza semicondutores para as suas máquinas de diagnóstico, e a utilização de semicondutores ajuda nestes sistemas de monitorização.

Conclusão

Atualmente, a maquinagem de semicondutores é uma parte essencial de vários produtos, uma vez que estes semicondutores controlam o desempenho de numerosos sistemas.

Se leu o guia acima, deve ter compreendido o seu significado e, se precisar de o ter para o seu próximo projeto, nós, na DEK pode ajudá-lo. Por isso, entre em contacto connosco hoje mesmo.