Některé odhady uvádějí dvouciferný růst trhu v roce 2024, který je z velké části tažen technologiemi a trendy v oblasti umělé inteligence. 1 Vzhledem ke značným časovým a finančním investicím, které jsou nutné k nárůstu výroby polovodičů. 2, je zlepšení výtěžnosti a snížení ztrát jedním z nejlepších způsobů, jak udržet krok s rostoucí poptávkou a zabránit nedostatku dodávek.
Jen v málokterém odvětví se klade větší důraz na čistotu než v odvětví polovodičů. Mikročipy a elektronické součástky jsou velmi choulostivé a vyžadují výrobu v kontrolovaném prostředí za použití materiálů a zařízení, které splňují nejpřísnější normy čistoty. Proces výroby polovodičů zahrnuje složitý sled procesů a kroků, během nichž musí být splněny přísné požadavky na čistotu, aby byla zaručena stálá kvalita a výtěžnost výrobku. Každý krok jeho výroby, testování, balení a přepravy představuje riziko kontaminace.3 To také znamená, že veškeré zařízení používané při jeho výrobě, od velkých strojů až po malé součástky, musí být vyráběno, baleno a přepravováno za dodržení stejně přísných norem čistoty.
Obaly vyhovující požadavkům na čisté prostory hrají v tomto procesu klíčovou roli, protože chrání výrobní zařízení a komponenty před kontaminací, která může vést k vadným zařízením, ztrátám výtěžnosti a snížení výkonu. 4 Proto je zásadní zajistit konzistentní kvalitu a bezpečnost již od samého počátku. Toho lze dosáhnout použitím na míru navržených obalů kompatibilních s čistými prostory, které jsou vyráběny, čištěny, sestavovány a baleny v souladu s přísnými mezinárodními požadavky. Co přesně jsou ale obaly kompatibilní s čistými prostory a jak pomáhají zajistit nepřetržité dodávky polovodičů?
Technologie umělé inteligence je hnací silou růstu polovodičů v roce 2024. Zdroj: Zdroj: EE Times5 podle Strategic Semiconductors6
Kontrola kontaminace zvyšuje výnosy
Čisté prostory jsou nedílnou součástí procesu výroby polovodičů. Jejich klasifikaci určuje dodržování přísných požadavků na kvalitu vzduchu, což je systém stanovený Mezinárodní organizací pro normalizaci (ISO). Tato klasifikace je založena na koncentraci částic přítomných v každém krychlovém metru vzduchu.7 Čisté prostory ISO 5 až ISO 7 jsou běžným požadavkem na obaly ve výrobě polovodičů, protože jsou vysoce účinné při ochraně výrobků před kontaminací. Pevné částice, statická elektřina, vlhkost a zplodiny představují na místech výroby a balení významné hrozby, což zdůrazňuje zásadní roli čistých prostor při zachování integrity procesu.
Čisté prostory mají pro proces výroby polovodičů několik výhod. Zabraňují kontaminaci, zvyšují výtěžnost výroby a omezují vady výrobků, což vede k vyšší kvalitě zboží a optimální funkčnosti. 8 Tím se nejen šetří náklady, které by jinak byly použity na úhradu škod, ale také se zachovává dobré jméno společnosti. Závěrem lze říci, že čisté prostory jsou základním prostředím, které má zásadní význam pro zachování kvality polovodičových výrobků, výrobních zařízení a součástek a pro zefektivnění výrobních procesů s cílem dosáhnout maximální efektivity.
Čisté prostory, klasifikované podle koncentrace částic na metr krychlový, mají zásadní význam pro ochranu polovodičových výrobků před kontaminací. Zdroj: Zdroj: American Cleanroom Systems
Zvýšená bezpečnost a udržitelnost
Zásadní je navrhovat obaly, které ze své podstaty vyhovují požadavkům na čisté prostory. Protože neexistuje univerzální řešení, měl by být návrh a vývoj obalů přizpůsoben různým zařízením a komponentám, od nástrojů na krájení kostek až po sondovací stroje. To vše proto, aby byla zajištěna nejen bezpečnost, ale také úspora životního prostředí. Dobrým příkladem jsou zde spotřební obalová řešení pro čisté prostory, která byla navržena tak, aby efektivně minimalizovala spotřebu materiálu a optimalizovala dodavatelský řetězec. Tím, že snižují prostor a hmotnost přepravovaného zboží, snižují náklady na přepravu a šetří emise CO2 ekv. Dalším dobrým příkladem jsou tepelně tvarovaná obalová řešení vyhovující požadavkům čistých prostor. Nejenže se jejich hladký povrch čistí snadněji než PE pěna, ale také jejich speciální ESD vlastnosti blokují elektrostatický výboj, čímž snižují vady výrobku a přitahování částic k jeho povrchu. Termoformované zásobníky navíc ve srovnání s PE pěnou výrazně snižují vylučování částic. Tepelně tvarované obaly se často vyrábějí ze 100% recyklovaného tepelně tvarovaného materiálu, který nejenže šetří zdroje, ale má také výrazně nižší odplynění po výrobě.
Vratná obalová řešení schválená pro čisté prostory zvyšují efektivitu a přehlednost v rámci cirkulární toků, ale také hrají významnou roli při snižování dopadu na životní prostředí. Tato řešení fungují v uzavřeném systému, což znamená, že je lze snadno opravit a znovu použít, čímž se minimalizuje plýtvání zdroji spojené s obaly na jedno použití. Začlenění pokročilých senzorů znamená, že kritické údaje o prostředí, jako jsou otřesy, teplota a vlhkost, lze nepřetržitě monitorovat v reálném čase. Tato schopnost zajišťuje integritu zásilek, pomáhá udržovat kvalitu výrobků a snižovat množství odpadu a zároveň podporuje udržitelnost v rámci dodavatelského řetězce.
Vratná obalová řešení schválená pro přepravu z čistých prostor do čistých prostor zvyšují efektivitu a viditelnost a výrazně snižují dopad na životní prostředí.
Globální zajištění kvality
Udržování čistoty je nejdůležitější v celém procesu výroby polovodičů, aby byla zajištěna špičková kvalita, výtěžnost a výkon. Tento složitý úkol vyžaduje pečlivou pozornost k detailům, přísné dodržování protokolů a bezproblémovou spolupráci v celém dodavatelském řetězci. Výroba polovodičů je jedním z nejsložitějších a celosvětově nejpropojenějších průmyslových dodavatelských řetězců. To znamená, že kvalita práce prováděné v čistých prostorách by měla být zachována bez ohledu na zeměpisnou polohu.
Ve společnosti Nefab máme rozsáhlé zkušenosti s navrhováním, výrobou a čištěním obalových řešení vyhovujících požadavkům čistých prostor, stejně jako s čištěním a balením výrobků našich zákazníků. Uspokojujeme nejrůznější potřeby v polovodičovém průmyslu, od zakázkových ocelových sestav a plastových palet až po letové kufry a sáčky a fólie pro čisté prostory. Kromě toho vynikáme ve vývoji, implementaci, renovaci, čištění a správě vratných modulárních řešení. Tato řešení zajišťují bezpečnou přepravu výrobků mezi čistými prostory, což podtrhuje náš závazek globálního hráče při usnadňování bezproblémových procesů výroby polovodičů.