Einige Schätzungen gehen von einem zweistelligen Marktwachstum im Jahr 2024 aus, das vor allem durch KI-Technologie und -Trends angetrieben wird. 1 Angesichts der beträchtlichen zeitlichen und finanziellen Investitionen, die erforderlich sind, um die Halbleiterproduktion hochzufahren 2ist die Verbesserung der Ausbeute und die Verringerung von Verlusten eine der besten Möglichkeiten, um mit der steigenden Nachfrage Schritt zu halten und Lieferengpässe zu vermeiden.
In kaum einer anderen Branche wird so viel Wert auf Sauberkeit gelegt wie im Halbleitersektor. Mikrochips und elektronische Bauteile sind sehr empfindlich und erfordern eine Produktion in einer kontrollierten Umgebung unter Verwendung von Materialien und Anlagen, die den strengsten Sauberkeitsstandards entsprechen. Der Herstellungsprozess von Halbleitern umfasst eine komplexe Abfolge von Verfahren und Schritten, bei denen strenge Sauberkeitsanforderungen erfüllt werden müssen, um eine gleichbleibende Qualität und Ausbeute des Produkts zu gewährleisten. Jeder Schritt der Produktion, Prüfung, Verpackung und des Transports birgt das Risiko einer Verunreinigung.3 Dies bedeutet auch, dass alle für die Produktion verwendeten Geräte, von großen Maschinen bis hin zu kleinen Komponenten, unter Einhaltung derselben strengen Sauberkeitsstandards hergestellt, verpackt und transportiert werden müssen.
Reinraumgerechte Verpackungen spielen in diesem Prozess eine entscheidende Rolle, da sie die Fertigungsanlagen und Komponenten vor Verunreinigungen schützen, die zu fehlerhaften Geräten, Ertragsverlusten und Leistungseinbußen führen können. 4 Daher ist es von entscheidender Bedeutung, von Anfang an eine gleichbleibende Qualität und Sicherheit zu gewährleisten. Dies lässt sich durch die Verwendung maßgeschneiderter, reinraumtauglicher Verpackungen erreichen, die nach strengen internationalen Anforderungen hergestellt, gereinigt, montiert und verpackt werden. Doch was genau sind reinraumtaugliche Verpackungen und wie tragen sie dazu bei, eine unterbrechungsfreie Versorgung mit Halbleitern zu gewährleisten?
Die KI-Technologie ist die treibende Kraft hinter dem Halbleiterwachstum im Jahr 2024. Quelle: EE Times5 nach Strategic Semiconductors6
Kontaminationskontrolle steigert den Ertrag
Reinräume sind ein wesentlicher Bestandteil des Halbleiterherstellungsprozesses. Die Einhaltung strenger Luftqualitätsanforderungen diktiert ihre Klassifizierung, ein System, das von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) festgelegt wurde. Diese Klassifizierung basiert auf der Konzentration von Partikeln in jedem Kubikmeter Luft.7 Reinräume nach ISO 5 bis ISO 7 sind in der Halbleiterindustrie eine gängige Anforderung für Verpackungen, da sie die Produkte sehr effektiv vor Verunreinigungen schützen. Partikel, statische Elektrizität, Luftfeuchtigkeit und Ausgasungen stellen in den Produktions- und Verpackungsstätten eine erhebliche Bedrohung dar, was die entscheidende Rolle der Reinräume bei der Aufrechterhaltung der Integrität des Prozesses unterstreicht.
Reinräume bieten mehrere Vorteile für den Halbleiterherstellungsprozess. Durch die Vermeidung von Verunreinigungen erhöhen sie die Produktionsausbeute und verringern Produktfehler, was zu einer höheren Qualität der Waren und optimaler Funktionalität führt. 8 Dies spart nicht nur Kosten, die sonst zur Deckung von Schäden verwendet würden, sondern bewahrt auch den Ruf des Unternehmens. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Reinräume unverzichtbare Umgebungen sind, die für die Erhaltung der Qualität von Halbleiterprodukten, Fertigungsanlagen und Komponenten sowie für die Rationalisierung von Produktionsprozessen zur Erreichung maximaler Effektivität entscheidend sind.
Reinräume, die nach der Partikelkonzentration pro Kubikmeter klassifiziert sind, sind entscheidend für den Schutz von Halbleiterprodukten vor Verunreinigungen. Quelle: Amerikanische Reinraumsysteme
Erhöhte Sicherheit und Nachhaltigkeit
Die Entwicklung von inhärent reinraumtauglichen Verpackungen ist entscheidend. Da es keine Einheitslösung gibt, sollten Verpackungsdesign und -entwicklung an die verschiedenen Geräte und Komponenten angepasst werden, von Würfelschneidern bis hin zu Sondengeräten. All dies dient nicht nur der Sicherheit, sondern auch dem Umweltschutz. Ein gutes Beispiel hierfür sind Einwegverpackungslösungen für Reinräume, die so konzipiert wurden, dass der Materialverbrauch effektiv minimiert und die Lieferkette optimiert wird. Indem sie den Platz und das Gewicht der transportierten Güter reduzieren, senken sie die Transportkosten und verringern die CO2-Emissionen. Ein weiteres gutes Beispiel sind reinraumtaugliche thermogeformte Verpackungslösungen. Ihre glatte Oberfläche ist nicht nur leichter zu reinigen als PE-Schaum, sondern ihre speziellen ESD-Eigenschaften verhindern auch elektrostatische Entladungen, wodurch Produktdefekte und die Anziehung von Partikeln auf der Oberfläche reduziert werden. Außerdem wird bei thermogeformten Schalen die Partikelabgabe im Vergleich zu PE-Schaumstoffen erheblich reduziert. Tiefgezogene Verpackungen werden oft aus 100 % recyceltem Tiefziehmaterial hergestellt, was nicht nur Ressourcen spart, sondern auch die Ausgasung nach der Produktion deutlich verringert.
Mehrweg-Verpackungslösungen mit Reinraumzulassung verbessern nicht nur die Effizienz und Sichtbarkeit der Kreisläufe, sondern spielen auch eine wichtige Rolle bei der Reduzierung der Umweltbelastung. Diese Lösungen arbeiten in einem geschlossenen Kreislaufsystem, d. h. sie können leicht repariert und wiederverwendet werden, wodurch die mit Einwegverpackungen verbundene Ressourcenverschwendung minimiert wird. Durch den Einsatz fortschrittlicher Sensoren können kritische Umweltdaten wie Erschütterungen, Temperatur und Feuchtigkeit kontinuierlich und in Echtzeit überwacht werden. Diese Fähigkeit gewährleistet die Integrität Ihrer Sendungen und trägt dazu bei, die Produktqualität aufrechtzuerhalten, Abfall zu reduzieren und gleichzeitig die Nachhaltigkeit innerhalb der Lieferkette zu fördern.
Mehrweg-Verpackungslösungen, die von Reinraum zu Reinraum zugelassen sind, verbessern die Effizienz und Sichtbarkeit und verringern die Umweltbelastung erheblich.
Globale Qualitätssicherung
Die Aufrechterhaltung der Sauberkeit ist während des gesamten Halbleiterproduktionsprozesses von entscheidender Bedeutung, um erstklassige Qualität, Ausbeute und Leistung zu gewährleisten. Diese komplizierte Aufgabe erfordert eine akribische Aufmerksamkeit für Details, die strikte Einhaltung von Protokollen und eine nahtlose Zusammenarbeit über die gesamte Lieferkette hinweg. Die Halbleiterfertigung ist eine der komplexesten und am stärksten vernetzten industriellen Lieferketten weltweit. Das bedeutet, dass die Qualität der in Reinräumen durchgeführten Arbeiten unabhängig vom Standort erhalten bleiben sollte.
Bei Nefab verfügen wir über umfassende Erfahrung in der Entwicklung, Herstellung und Reinigung von reinraumtauglichen Verpackungslösungen sowie in der Reinigung und Verpackung der Produkte unserer Kunden. Von kundenspezifischen Stahlbaugruppen und Kunststoffpaletten bis hin zu Flightcases und Reinraumbeuteln und -folien erfüllen wir die unterschiedlichsten Anforderungen der Halbleiterindustrie. Darüber hinaus zeichnen wir uns durch die Entwicklung, Implementierung, Aufarbeitung, Reinigung und Verwaltung modularer Mehrweglösungen aus. Diese Lösungen gewährleisten den sicheren Transport von Produkten zwischen Reinräumen und unterstreichen unser Engagement als Global Player bei der Erleichterung nahtloser Halbleiterfertigungsprozesse.