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Des flexibles isolés pour résoudre des problèmes de fabrication des semi-conducteurs

Flexible de qualité Swagelok

Des flexibles isolés pour résoudre des problèmes de fabrication des semi-conducteurs

Doug Nordstrom, directeur de produits, groupe des flexibles, et Yoon Jiang, responsable régional du marché des semi-conducteurs

Dans le monde de la production de puces semi-conductrices, la précision et la propreté sont deux priorités interdépendantes. Les températures à l'intérieur de la chambre de dépôt doivent être maintenues à des niveaux optimisés pour assurer la stabilité du processus. Cela peut s’avérer difficile en raison de la quantité de chaleur nécessaire pour maintenir le débit des gaz du process à un niveau approprié. Parallèlement, la chambre doit être exempte de tout contaminant pour maximiser la production de puces au cours d’un procédé de fabrication délicat.

Vu l’important travail de conception et d’ingénierie nécessaire pour créer et maintenir un environnement de fabrication optimal, il est facile de négliger des aspects pourtant essentiels comme la sélection de composants plus « basiques » qui interviennent dans le procédé de fabrication des puces. Prenons un simple flexible industriel, un composant utilisé dans d'innombrables applications. Dans le processus de fabrication des semi-conducteurs, les flexibles jouent un rôle important, car ils sont couramment utilisés pour aider de puissants refroidisseurs à réguler l’environnement nécessaire aux processus de production.

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Comme pour tout ce qui touche au procédé de fabrication des semi-conducteurs, certains points doivent être examinés avec attention avant de choisir des flexibles destinés à maintenir un environnement de production optimal. Choisir le bon degré d'isolation pour les flexibles, par exemple, est un point essentiel, non seulement pour réguler des températures pendant la fabrication des puces, mais aussi pour éviter des risques et des coûts d’exploitation inutiles.

Voici quelques facteurs à prendre en considération lorsque vous évaluez différents flexibles isolés dans le but d’optimiser vos coûts et vos résultats :

Maintenir un contrôle optimal de la température du fluide. Une production efficiente exige des températures stables dans la chambre de dépôt. Ces températures sont souvent régulées par de puissants refroidisseurs qui utilisent des liquides de refroidissement acheminés au moyen d’une pompe à l’intérieur puis à l’extérieur de la chambre à l’aide d’un ou de plusieurs flexibles. Or, une isolation inadaptée de ces flexibles peut nuire à la stabilité de la température.

La température du liquide de refroidissement va naturellement augmenter sur le trajet entre le refroidisseur et la chambre de dépôt. Si un flexible n’est pas équipé d’un isolant adéquat, les températures dans la chambre peuvent ne pas être optimales si le refroidisseur ne compense pas cette élévation de la température dans les lignes de liquide de refroidissement.

Alors que dans les applications industrielles générales, on peut simplement utiliser de l’eau comme liquide de refroidissement, le liquide utilisé dans la fabrication des semi-conducteurs est généralement du glycol, dont la température peut descendre jusqu’à -40°C. Le procédé consommant beaucoup d’énergie, un flexible isolé – plus efficace qu'un flexible industriel standard pour maintenir la température du liquide de refroidissement – peut favoriser une bien meilleure régulation de la température dans des lignes acheminant des liquides à très basse température. Il est dans l’intérêt d'un fabricant de semi-conducteurs de maintenir une chambre de dépôt à la bonne température de manière efficiente, tant pour préserver la qualité de la production que pour réduire au minimum ses coûts énergétiques.

Lutter contre la condensation. Des flexibles mal isolés peuvent se comporter comme un verre d'eau glacée par temps chaud. Si la température de la surface du flexible est inférieure au point de rosée de l’air ambiant, de la condensation va se former sur l’extérieur du flexible. De la condensation peut également apparaître si deux flexibles froids sont disposés trop près l'un de l'autre. Dans ce cas, les surfaces des deux flexibles sont plus froides qu’elles ne le seraient si les flexibles étaient isolés.

Comme dans de nombreuses applications industrielles, la condensation peut être un problème pour un fabricant de semi-conducteurs. Lorsque des tuyaux sont acheminés dans un espace confiné, comme un sous-plancher par exemple, un suintement non détecté due à la condensation peut endommager des équipements sensibles – électroniques notamment – situés à proximité, ce qui peut causer des dégâts matériels et entraîner une mise à l’arrêt de la production. Dans des espaces non confinés mais très fréquentés, des tuyaux ou des flexibles d’où suinte de la condensation peuvent entraîner un risque de glissade pour le personnel.

Par ailleurs, de petites flaques détectées à proximité de toute application industrielle pourront nécessiter des recherches pour déterminer l’origine de ces flaques, avec à la clé une éventuelle mise à l’arrêt des installation et l’affectation évitable de ressources à ces investigations. Choisir des flexibles aux propriétés isolantes adaptées peut aider à éviter l’apparition de condensation et les problèmes que ce phénomène peut engendrer.

Ce qu'il faut rechercher dans un flexible isolé. Lorsque vous choisissez un flexible isolé pour des applications de refroidissement, il est important de choisir un matériau spécialement adapté aux basses températures. Bien que certains flexibles isolés soient présentés comme pouvant acheminer des fluides chauds ou froids, le fait est que les différents types d'isolants se comportent différemment selon le procédé dans lequel ils sont utilisés. Par exemple, il a été démontré qu'un flexible doté d’une enveloppe thermorétractable en polyoléfine flexible est plus efficace à basse température qu’un flexible entoilé, qui lui sera plus adapté aux températures élevées. Privilégiez des fournisseurs qui savent quel matériau utiliser en fonction de votre application, et qui sauront vous expliquer pourquoi, puis choisissez uniquement des flexibles isolés optimisés pour fonctionner dans votre environnement d'exploitation.

Il est également important que, quel que soit le matériau isolant utilisé, le flexible reste suffisamment souple pour être acheminé et installé de manière optimale. Le rayon de courbure minimum d'un flexible, par exemple, ne doit pas être modifié par la présence de l'isolant et, inversement, la capacité du flexible à se courber ne doit pas nuire à ses propriétés isolantes. Privilégiez des flexibles qui maintiennent parfaitement le fluide acheminé à la bonne température, qui conservent leur souplesse et qui ne sont pas trop encombrants, par exemple un flexible avec isolant à base d'aérogel de faible conductivité thermique.

Enfin, un flexible isolé qui apporte véritablement de l’efficience à une application est un flexible dont la quantité d’isolant est parfaitement adaptée à son utilisation. Plutôt que de proposer une solution universelle, un bon fournisseur de flexibles est capable d’offrir différentes options économiques en fonction de la température de votre application. Dans le meilleur des cas, il vous demandera de lui communiquer les paramètres de votre application puis utilisera une formule pour déterminer exactement la quantité d'isolant nécessaire.

Une solution judicieuse et économique. Les fabricants de semi-conducteurs qui souhaitent réduire leurs coûts devraient penser à regarder au-delà des outils de fabrication coûteux qui sont au cœur de leur procédé de fabrication pour trouver des possibilités d'amélioration moins évidentes, mais très rentables de faire baisser ces coûts dans l'ensemble de leurs installations. Évaluer l’ensemble des flexibles qui acheminent des fluides à basse température puis choisir des flexibles isolés appropriés pourrait se révéler très utile.

Si vous ne savez pas vraiment par où commencer, Swagelok peut vous aider. Notre objectif est de travailler en collaboration avec nos clients pour répondre à ces besoins, que ce soit en proposant tout un choix de flexibles isolés que nous pouvons adapter selon vos exigences ou en venant sur place pour vous conseiller sur les meilleures options pour véritablement améliorer l’efficience de vos activités. Prenez contact avec votre point de vente et centre de services agréé pour discuter de vos besoins et trouver ensemble une solution adaptée.

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