notizie sull'azienda Eurotherm aumenta l'efficienza dei forni per semiconduttori con tecnologia di precisione

La precisione della produzione di semiconduttori determina direttamente il limite di prestazioni dei prodotti finali. Tra le fasi critiche di fabbricazione, il processo di diffusione gioca un ruolo fondamentale nella definizione delle caratteristiche elettriche dei chip. Anche minime variazioni di temperatura durante la diffusione possono causare un drogaggio non uniforme del wafer, compromettendo potenzialmente la resa dell'intero lotto di produzione o causando guasti del prodotto. Tali deviazioni non solo comportano perdite finanziarie significative, ma influiscono anche sull'affidabilità del prodotto e sulla competitività del mercato.

Il Ruolo Critico dei Forni di Diffusione

I forni di diffusione fungono da apparecchiature essenziali nella produzione di semiconduttori, principalmente responsabili dell'introduzione di impurità specifiche (come boro o fosforo) in wafer di silicio ad alta purezza per modificarne le proprietà elettriche. Questo processo ad alta temperatura richiede un'eccezionale uniformità e stabilità termica durante il funzionamento.

I moderni forni di diffusione presentano tipicamente progetti tubolari con più zone di riscaldamento (di solito tre), ciascuna delle quali richiede una regolazione indipendente della temperatura. I sistemi devono anche mantenere un preciso controllo del flusso di gas e talvolta operare in condizioni di vuoto. Le installazioni industriali spesso impilano più forni verticalmente, con ogni unità che richiede una gestione dedicata della temperatura.

La Soluzione di Controllo di Precisione di Eurotherm

• Regolazione della temperatura multi-loop: Controlla simultaneamente tre zone termiche indipendenti (regioni centrali ed esterne del forno) con impostazioni dei parametri individuali per ottimizzare l'uniformità della temperatura. Il controllo a cascata opzionale migliora ulteriormente la precisione.
• Ingressi termocoppia ad alta risoluzione: Rileva minime fluttuazioni di temperatura per regolazioni in tempo reale, garantendo l'accuratezza della misurazione.
• Interfaccia di programmazione intuitiva: Semplifica la configurazione del profilo di temperatura e le regolazioni del processo, ottimizzando le operazioni.
• Controllo gas integrato: Dispone di interfacce per una precisa regolazione del flusso di gas durante i processi di diffusione specializzati.
• Connettività digitale: Supporta più protocolli di comunicazione per il monitoraggio remoto e l'acquisizione dati, facilitando la gestione della produzione e l'ottimizzazione del processo.

Implementazione Tecnica

Nelle applicazioni standard, il sistema Eurotherm impiega un'architettura di controllo a tre loop. Il Loop 1 governa la zona di riscaldamento centrale mentre i Loop 2-3 gestiscono le regioni periferiche, tutti pilotati da segnali 4-20mA per regolare l'uscita di potenza del tiristore. Pur condividendo i setpoint del programma di base, ogni loop consente micro-regolazioni per ottenere un'uniformità termica ottimale.

Per le applicazioni che richiedono estrema precisione, una configurazione a cascata a tre loop incorpora moduli di ingresso analogici aggiuntivi e condizionatori di segnale. Questa configurazione ampliata abilita sei ingressi analogici - tre per termocoppie ad alta precisione e tre per uscite analogiche.

Vantaggi Operativi

• Tassi di resa migliorati: Il controllo termico preciso garantisce una distribuzione uniforme del drogaggio, riducendo le unità difettose e migliorando l'efficienza della produzione.
• Ottimizzazione dei costi: La gestione efficiente della temperatura riduce i tempi di processo, riduce il consumo di energia ed estende gli intervalli di manutenzione.
• Miglioramento delle prestazioni: Il drogaggio coerente migliora le caratteristiche elettriche dei chip, tra cui la velocità di commutazione e l'efficienza energetica.
• Perfezionamento del processo: La raccolta dei dati consente l'ottimizzazione continua del processo attraverso regolazioni del profilo di temperatura e modifiche del flusso di gas.
• Efficienza della produzione: Il funzionamento stabile riduce al minimo le interruzioni del processo, mentre le capacità di monitoraggio remoto riducono i tempi di inattività.

Convalida del Settore

Un produttore di semiconduttori che ha implementato il sistema Eurotherm ha riportato un miglioramento della resa del 15%, una riduzione dei costi di produzione del 10% e cicli di manutenzione estesi del 20%. Le successive ottimizzazioni del processo utilizzando i dati raccolti hanno ulteriormente migliorato l'efficienza operativa.

Con l'avanzare della tecnologia dei semiconduttori, i requisiti del processo di diffusione continueranno ad aumentare. I sistemi di controllo della temperatura di precisione come la soluzione Eurotherm rimarranno cruciali per mantenere la qualità della produzione e la competitività in questo settore esigente.