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SUMMERY: En la fabricación de semiconductores, la contaminación se mide en partes por mil millones. Una sola partícula de metal u óxido dentro de una línea de gas puede destruir un lote completo de obleas. Por eso, las fábricas han abandonado la ...
En la fabricación de semiconductores, la contaminación se mide en partes por mil millones. Una sola partícula de metal u óxido dentro de una línea de gas puede destruir un lote completo de obleas. Por eso, las fábricas han abandonado la soldadura manual y han adoptado soluciones automatizadas.
Un sistema de soldadura orbital con cabezal cerrado es el estándar de la industria para unir tubos de acero inoxidable de ultra alta pureza. Sin embargo, no todas las máquinas de soldadura orbital de tubos ofrecen el mismo resultado. La diferencia radica en los procedimientos de soldadura orbital: cómo se configura, purga y opera la máquina.
A continuación, se describen las tres principales amenazas de partículas en la soldadura de líneas de gas y cómo un sistema de soldadura orbital correctamente configurado elimina cada una de ellas.
Cuando un soldador manual inicia un arco, pequeñas gotas de metal fundido pueden desprenderse del baño de soldadura. Estas gotas se adhieren a la pared interior del tubo. Con el tiempo, la vibración o el flujo de gas pueden desprenderlas. Una sola gota de 100 micras es suficiente para rayar una oblea o bloquear una boquilla.
Una moderna máquina de soldadura orbital para tubos utiliza un arranque suave. El arco se inicia gradualmente, evitando la ignición violenta que causa salpicaduras. El sistema de soldadura orbital también mantiene una longitud de arco estable mediante un control de voltaje de circuito cerrado. Sin movimientos bruscos. Sin gotas que salgan disparadas.
Hemos desarrollado procedimientos de soldadura orbital para fábricas que requieren cero salpicaduras detectables a 20 aumentos. La máquina de soldadura orbital para tubos ejecuta el mismo arranque controlado en cada unión; la habilidad del operador no varía.
Cuando el acero inoxidable se calienta por encima de 425 °C (800 °F) en presencia de oxígeno, se forma óxido de cromo. Este óxido es azul, morado o gris. Se desprende fácilmente y se convierte en un generador permanente de partículas dentro de la línea de gas.
La soldadura manual casi siempre produce algo de óxido debido a que el ángulo de la antorcha del soldador y el flujo de purga varían. Un sistema de soldadura orbital elimina esta variación. La máquina de soldadura orbital para tubos sella la zona de soldadura dentro de una cámara hermética. Los procedimientos de soldadura orbital especifican:
Purga previa hasta que los niveles de oxígeno sean inferiores a 50 ppm.
Purga posterior para enfriar la soldadura en atmósfera inerte.
Límites de aporte térmico que evitan el sobrecalentamiento.
El resultado es una raíz plateada o de color pajizo claro, sin cascarilla de óxido ni fuente de partículas. Un sistema de soldadura orbital debidamente cualificado puede lograr esto en el 100 % de las soldaduras.
Los soldadores TIG manuales a veces permiten que el electrodo de tungsteno toque el baño de fusión. La punta se funde y se rompe, dejando un fragmento duro de tungsteno incrustado en la soldadura. Estos fragmentos son extremadamente densos y pueden desprenderse posteriormente, dañando válvulas e instrumentos aguas abajo.
Una máquina de soldadura orbital para tubos nunca permite que el tungsteno toque la pieza de trabajo. El sistema de soldadura orbital fija el electrodo a una distancia precisa. La longitud del arco se mantiene automáticamente. Incluso si el operador comete un error durante la configuración, los procedimientos de soldadura orbital incluyen una verificación de la punta de tungsteno antes de cada soldadura, y un programa de cambio obligatorio basado en el número de soldaduras, no en la apariencia visual.
Hemos visto fábricas eliminar por completo las inclusiones de tungsteno tras la transición a un sistema de soldadura orbital con procedimientos rigurosos.
El cambio de la soldadura manual a la orbital no se limita a la compra de una máquina de soldadura orbital para tubos. Es necesario validar los procedimientos de soldadura orbital para el tamaño, el espesor de pared y la mezcla de gases específicos de su tubo. Es necesario capacitar a los operadores para que sigan el procedimiento al pie de la letra, sin atajos.
Ahí es donde entramos nosotros. Llevamos fabricando equipos para sistemas de soldadura orbital desde 1994. Hemos suministrado sistemas de soldadura orbital de cabezal cerrado para tubos a fábricas de semiconductores en más de cincuenta países. Además, incluimos capacitación impartida por ingenieros con cada sistema: en su tubo, en su entorno de sala limpia.
Nuestros procedimientos de soldadura orbital se desarrollan conjuntamente con su equipo de calidad. Estos abarcan los límites de oxígeno de purga, los rangos de aporte térmico, los intervalos de cambio de tungsteno y los requisitos de registro de datos. El sistema de soldadura orbital registra cada parámetro, lo que le proporciona una trazabilidad completa para cada soldadura.
La contaminación por partículas en las líneas de gas de semiconductores proviene de tres fuentes principales: salpicaduras, incrustaciones de óxido e inclusiones de tungsteno. La soldadura manual no puede eliminarlas de forma fiable. Una máquina de soldadura orbital de tubos con cabezal cerrado, que ejecuta procedimientos de soldadura orbital cualificados como parte de un sistema de soldadura orbital integrado, elimina las tres.
Por eso, hoy en día, todas las grandes fábricas de semiconductores especifican la soldadura orbital para sus sistemas críticos de distribución de gas. No porque sea más barata —no lo es—, sino porque el coste de una sola oblea dañada por partículas es mucho mayor que el coste de realizar el trabajo correctamente.
Llevamos más de tres décadas ayudando a las fábricas de semiconductores a hacer las cosas bien. Si usted es responsable de la instalación o el mantenimiento de las líneas de gas, llámenos. Le mostraremos cómo nuestro sistema de soldadura orbital y nuestra máquina de soldadura de tubos orbitales, con procedimientos de soldadura orbital de eficacia probada, pueden proteger sus obleas de las partículas que nunca ve venir.
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