Electrónico

Aplicaciones clave de los compresores de aire en la industria de fabricación electrónica

En la industria moderna de fabricación electrónica, el sistema de aire comprimido desempeña un papel fundamental, al igual que el sistema circulatorio humano, proporcionando la fuente de energía pura necesaria para diversos equipos y procesos en la línea de producción. Desde la fabricación de chips semiconductores de nivel micrométrico hasta el ensamblaje de componentes electrónicos de precisión, la calidad y la estabilidad del aire comprimido determinan directamente el rendimiento y la productividad del producto final. A diferencia del sector industrial tradicional, la fabricación electrónica ha impuesto requisitos muy estrictos para el aire comprimido: debe mantener una limpieza impecable (libre de aceite, agua y partículas), una salida estable con presión constante y garantizar un suministro continuo e ininterrumpido.

El entorno de producción único de la industria electrónica determina la especial importancia del sistema de aire comprimido. En una fábrica de obleas semiconductoras, una cantidad micrométrica de polvo puede provocar el desguace de un chip valorado en decenas de miles de yuanes; en la línea de montaje SMT, una ligera fluctuación en la presión del aire puede provocar una desviación en el montaje de componentes de precisión. En equipos de prueba de precisión, el aire con aceite puede provocar fallos en el sensor óptico. Por lo tanto, el aire comprimido ha pasado de ser una simple fuente de energía a un elemento fundamental que afecta a la calidad del producto, y su importancia es tan importante como la de cualquier equipo de producción clave.

A medida que los procesos de fabricación electrónica avanzan hacia la precisión a nivel nanométrico, los requisitos de los sistemas de aire comprimido también aumentan. En el proceso de fabricación de chips modernos de alta gama, el aire comprimido debe cumplir con la norma ISO 8573-1:2010 Clase 0, la temperatura del punto de rocío debe mantenerse estable por debajo de -70 °C y la precisión de filtración de partículas debe alcanzar los 0,01 micras. Estos estrictos requisitos impulsan la innovación y el avance continuos de la tecnología de compresión de aire para satisfacer las crecientes necesidades técnicas de la industria de fabricación electrónica.

Análisis de escenarios de aplicación principales

Área de fabricación de semiconductores

La producción de semiconductores es el sector con mayores requisitos de aire comprimido en la industria electrónica, abarcando todo el proceso, desde la preparación de las obleas hasta el empaquetado y las pruebas de chips:

Preparación de obleas: El aire comprimido se encarga principalmente del control ambiental en esta etapa y crea un entorno estable para el crecimiento de las obleas de silicio mediante el control preciso de los parámetros de temperatura y humedad en la sala limpia (temperatura controlada a 22 ± 0,5 °C, humedad 45 ± 3 %). Los sistemas de aire comprimido de alta pureza pueden prevenir eficazmente la oxidación y la contaminación de la superficie de la oblea y garantizar la alta pureza del sustrato. En procesos avanzados, el aire comprimido también se utiliza para accionar manipuladores de precisión para completar la transferencia de obleas en un entorno limpio de Clase 1, evitando así la contaminación introducida por la operación manual.

Proceso de litografía y grabado: En este proceso fundamental, el aire comprimido desempeña múltiples funciones clave. Por un lado, alimenta el sistema neumático de posicionamiento de precisión para garantizar que la etapa de oblea de la máquina de litografía alcance una precisión de movimiento nanométrica; Por otro lado, se utiliza aire seco ultralimpio (punto de rocío inferior a -70 °C) para proteger el sistema óptico láser y evitar la atenuación de energía causada por el empañamiento del espejo. En la tecnología de litografía ultravioleta extrema (EUV), el aire comprimido también requiere un tratamiento especial para eliminar cualquier traza de hidrocarburos que pueda interferir con la trayectoria óptica.

Limpieza y tratamiento de superficies: En el proceso de limpieza en húmedo, se utiliza aire exento de aceite a alta presión (rango de presión de 5 a 7 bar) en el sistema de secado por cuchilla de aire para purgar el líquido de la superficie de la oblea en un flujo laminar y evitar las manchas de agua. En comparación con el secado por centrifugación tradicional, el secado por cuchilla de aire puede reducir la generación de partículas y los daños mecánicos, y mejorar el rendimiento del producto. Al mismo tiempo, en los equipos de CVD (deposición química en fase de vapor) y PVD (deposición física en fase de vapor), el aire comprimido se utiliza como cortina de aire de protección del proceso para aislar la cámara de reacción del entorno externo.

Fase de empaquetado y prueba: Durante el proceso de empaquetado del chip, el aire comprimido acciona un equipo de dispensación de alta precisión para controlar la microdispensación de pasta de soldadura y pegamento de empaquetado (con una precisión de hasta 0,01 ml). En la fase final de la prueba, una fuente de aire estable y limpio alimenta la estación de la sonda de prueba para garantizar la consistencia de la presión de prueba. Los datos muestran que las fluctuaciones de la presión de aire superiores a 0,1 bar reducen el rendimiento de la prueba entre un 2 % y un 3 %, lo que demuestra la importancia de una fuente de aire estable.

Ensamblaje de PCBA y electrónica

En el campo de la fabricación de placas de circuito impreso y el ensamblaje de componentes electrónicos, el aire comprimido también desempeña un papel indispensable:

Línea de producción automatizada SMT: En la tecnología moderna de montaje superficial, el aire comprimido acciona el cabezal de selección y colocación de las máquinas de colocación de alta velocidad para completar la colocación precisa de más de 25.000 componentes por minuto. La estabilidad de la presión del aire afecta directamente la precisión de la colocación. Las fluctuaciones de presión superiores a 0,1 bar provocarán una desviación en la colocación de componentes de tamaño 0201 (0,6 × 0,3 mm). Al mismo tiempo, el aire exento de aceite alimenta el sistema de refrigeración y el deflector neumático del horno de reflujo para evitar la contaminación por aceite en la superficie de la placa.

Pulverización y dispensación de precisión: En el proceso de recubrimiento de triple protección de placas electrónicas, el aire comprimido se combina con un sistema de pulverización sin aire para lograr una pulverización uniforme de pintura protectora (la diferencia de espesor se controla con un margen de ±5 μm). En líneas de producción avanzadas, los compresores de aire de frecuencia variable con imanes permanentes aumentan la tasa de utilización de pintura a más del 95 % mediante un control preciso de la presión (rango de fluctuación de ±0,05 bar), lo que reduce significativamente los costes de producción y las emisiones de COV.

Pruebas y envejecimiento automatizados: En la fase de prueba funcional de PCBA, el aire comprimido impulsa la matriz de la sonda neumática para lograr pruebas síncronas multipunto; en la prueba de envejecimiento, el aire limpio y seco proporciona el medio para que el sistema de control de temperatura simule diversas condiciones ambientales. La ventaja del aire comprimido en este campo es la ausencia de interferencias electromagnéticas, lo que garantiza la precisión de la señal de prueba.

Fabricación de paneles de visualización y componentes ópticos

La industria de fabricación de paneles de visualización es la segunda, después de la fabricación de semiconductores, en cuanto a requisitos de calidad del aire, lo que se refleja principalmente en los siguientes procesos:

Limpieza del sustrato de vidrio: En la producción de paneles LCD de gran tamaño (G8.5 y superiores), se utiliza aire comprimido ultralimpio (estándar de clase 1) para el soplado y secado después de la limpieza del sustrato. Debido al aumento del tamaño de los paneles, el secado por contacto tradicional es propenso a microarañazos, y el secado con cuchilla de aire sin contacto se ha convertido en la solución habitual. Estos sistemas requieren un flujo de aire estable (fluctuación inferior al 2%) y un contenido de aceite inferior a 0,01 mg/m³.

Proceso de recubrimiento óptico: En el proceso de evaporación y recubrimiento óptico de OLED, el aire comprimido alimenta el sistema de deflectores de precisión para controlar el área de deposición del material de evaporación. Al mismo tiempo, el aire limpio con temperatura y humedad constantes mantiene la estabilidad del ambiente de la sala de recubrimiento para evitar espesores de película desiguales causados ​​por fluctuaciones de temperatura y humedad (fluctuaciones de temperatura de ±0,5 °C y humedad de ±3%).

Corte y grabado láser: En el corte de paneles y el procesamiento de circuitos flexibles, se utiliza aire comprimido como gas auxiliar para el corte láser con el fin de mejorar la calidad y la eficiencia del corte. En el grabado neumático de precisión, los sistemas de cojinetes de aire proporcionan un soporte sin fricción para lograr una precisión de movimiento nanométrica. Estas aplicaciones requieren una presión de aire estable (generalmente de 7 a 10 bar) y la ausencia de aceite y partículas que puedan contaminar los componentes ópticos.