La industria de los semiconductores está en expansión. El aumento en la demanda de productos como microprocesadores, chips de memoria y pantallas planas, se ha visto impulsada por la aparición de tecnologías de nueva generación, como el 5G, el Internet de las cosas (IoT), la inteligencia artificial (IA), los vehículos eléctricos, los dispositivos médicos conectados o los robots industriales, entre muchas otras. Estas aplicaciones técnicamente sofisticadas suelen exigir velocidades de procesamiento más rápidas y un menor consumo de energía, lo que requiere procesos de fabricación más complejos. En la actualidad, la precisión de fabricación es inferior a 10 nanómetros en muchos procesos, lo que significa que incluso los contaminantes más pequeños pueden provocar defectos en el producto y pérdidas de rendimiento. Estos sistemas deben funcionar de manera fiable para satisfacer las exigencias actuales y futuras.
Los lubricantes son necesarios para garantizar la funcionalidad de los equipos de fabricación y procesamiento, pero un lubricante inadecuado puede provocar paradas no programadas y contaminación. El mantenimiento y las paradas de producción son caros. Los lubricantes protegen contra la fricción y el desgaste para prolongar la vida útil de los componentes y garantizar el funcionamiento fiable de los sistemas. El outgassing (liberación de gases) del lubricante y la generación de partículas pueden contaminar equipos de fabricación y productos, lo que repercute negativamente en la calidad y el rendimiento de dichos productos. Para evitar estos problemas, es fundamental seleccionar grasas especiales de alto rendimiento con propiedades de bajo outgassing y escasa generación de partículas.
Los equipos de fabricación y procesamiento de semiconductores funcionan a menudo a altas temperaturas y en vacío, por lo que requieren lubricantes de alto rendimiento que protejan sus guías lineales y correderas, rodamientos, husillos y juntas contra el desgaste.
Ventajas de las grasas y aceites lubricantes para semiconductores
NyeTorr®, NyeClean® y NyeVac® son lubricantes especiales formulados específicamente para equipos de fabricación y procesamiento de semiconductores. Estos lubricantes para semiconductores de bajo outgassing son químicamente estables incluso cuando se exponen a gases de proceso, lo que los convierte en la primera opción de los principales OEM y fabricantes de equipos de semiconductores.
Cuando un lubricante se desgasifica, libera material condensable que puede contaminar las obleas, el equipo de procesamiento y otros componentes sensibles. El outgassing del lubricante se mide en pérdida de masa total (TML) y materiales volátiles condensables recogidos (CVCM) según la ASTM E595. Los lubricantes de Nye se sitúan muy por debajo de los límites aceptables de outgassing determinados por la industria de semiconductores, 1 % o menos de TML y 0,10 % o menos de CVCM. Nye puede recoger estos materiales condensables y realizar Análisis de Gases Residuales (RGA) para identificar los materiales desprendidos por el lubricante en un sistema.
El término «generación dinámica de partículas» describe lo que ocurre cuando los contaminantes se crean al ser introducidos o expulsados desde un husillo de bolas, un rodamiento o un sistema de engranajes lubricado hacia el entorno operativo. Estos contaminantes pueden incluir componentes del aceite base, partículas de espesante, aditivos, etc., y se liberan de la grasa a través de la acción mecánica dinámica, ya sea por rodadura, deslizamiento o una combinación de ambos. El equipo de ingeniería del laboratorio de pruebas de validación y desarrollo de aplicaciones de Nye ha desarrollado un método de ensayo propio y un dispositivo que mide y cuantifica la generación de partículas en estas condiciones dinámicas. Los resultados de esta prueba proporcionan datos valiosos que pueden utilizarse para la creación de lubricantes especiales con una baja generación de partículas.
Un lubricante debe ser capaz de proteger los componentes mecánicos de los equipos de fabricación a altas temperaturas sin evaporarse. Es más probable que el outgassing ocurra a altas temperaturas, puesto que aumenta la presión de vapor. Muchos de los lubricantes de Nye para vacío y salas limpias están formulados para funcionar a temperaturas de hasta 250 °C.
Los equipos de fabricación en entornos de vacío y salas blancas son muy sensibles, ya que las partículas microscópicas pueden provocar fallos en el producto. La mejor forma de garantizar la limpieza del lubricante es mediante ultrafiltración para eliminar las partículas microscópicas. Nye puede ultrafiltrar grasas y aceites para eliminar posibles contaminantes en aplicaciones de semiconductores.
Todos los productos Nye para la industria de semiconductores utilizan PTFE con niveles de PFOA inferiores al 0,1 % en peso, en cumplimiento de las directrices REACH y otras normativas internacionales. Aunque este trabajo no es una medición de la formulación completa de cada producto, el análisis indica que el PTFE sería el contribuyente más significativo a los niveles de PFOA.
PFPE frente a lubricantes MAC
Tanto los lubricantes PFPE como los MAC se recomiendan para entornos de vacío debido a su baja presión de vapor y bajo outgassing. Los lubricantes PFPE ofrecen mejores prestaciones a altas temperaturas (hasta 250 °C) que los lubricantes MAC (hasta 150 °C). Gracias a su exclusiva selección de aditivos, los lubricantes MAC proporcionan una mayor protección contra el desgaste en comparación con los lubricantes PFPE. Ambos productos químicos pueden ultrafiltrarse, son compatibles con plásticos y elastómeros, y cumplen la normativa sobre PFOA.
NyeTorr vs NyeClean
Los productos NyeTorr® y NyeClean® son lubricantes sintéticos químicamente estables, no tóxicos y de baja presión de vapor para componentes de semiconductores como rodamientos, guías lineales, husillos de bolas y otros mecanismos sensibles. Los productos NyeTorr® están recomendados para aplicaciones de vacío ultra alto expuestas a altas temperaturas. Los productos NyeClean® tienen buenas propiedades en cuanto a la escasa generación de partículas y se recomiendan para aplicaciones en salas blancas, como el envasado final, en las que hay poco o ningún vacío.
Producto | Viscosidad cinemática a 40 °C | Estabilidad al vacío (ASTM E595) | Características |
NYECLEAN 5057 | 192 cSt | TML= 0.225 %ep CVCM= 0.054 %ep | Alternativa sugerida para grasas para semiconductores de PFPE retiradas |
NYECLEAN 5097R | 140 cSt | TML= 0.441 %ep CVCM= 0.044 %ep | Proporciona una resistencia al desgaste y corrosión superior a temperaturas de hasta 180 °C en entornos en los que el outgassing no es un problema |
NYETORR 5300 | 140 cSt | TML= 0.320 %ep CVCM= 0.045 %ep | Grasa de vacío PFPE estándar del sector |
NYETORR 5300XP | 140 cSt | TML= 0.075 %ep CVCM= 0.018 %ep | Ofrece un mejor rendimiento frente al desgaste en aplicaciones con altas cargas |
NYETORR 5350 | 152 cSt | TML=0.757 %ep CVCM=0.451 %ep | Adecuada para condiciones de vacío de bajo a moderado con mejor rendimiento de carga y desgaste |
NYETORR 6300 | 188 cSt | TML= 0.036 %ep CVCM= 0.006 %ep | Índices de outgassing significativamente inferiores |
NYETORR 6300S | 188 cSt | TML= 0.012 %ep CVCM= 0.000 %ep | Grasa blanda utilizada en aplicaciones que requieren menor arrastre viscoso y resistencia a la torsión |
NYETORR 6350EL | 200 cSt | TML = 0.060 %ep CVCM = 0.008 %ep | Ofrece lubricación de por vida en aplicaciones que requieren bajo outgassing y poca resistencia a la torsión |
NYETORR 6370EL | 362 cSt | TML= 0.063 %ep CVCM= 0.001 %ep | Ofrece la vida más larga de todos los lubricantes PFPE al tiempo que proporciona alta resistencia frente a la corrosión y desgaste |
Producto | Viscosidad cinemática a 40 °C | Estabilidad al vacío (ASTM E595) | Características |
NYETORR 5200 | 108 cSt | TML= 0.068 %ep CVCM= 0.007 %ep | Mayor resistencia a la torsión y al desgaste para ampliar la vida útil del componente |
NYETORR 6200 | 108 cSt | TML= 0.058 %ep CVCM= 0.025 %ep | Elevado rendimiento de outgassing y antidesgaste |
NYETORR 6200-FL | 108 cSt | TML=0.03 %ep CVCM=0.007 %ep | Excelente rendimiento de torsión en operaciones intermitentes a baja velocidad |
Producto | Viscosidad cinemática a 40 °C | Estabilidad al vacío (ASTM E595) | Características |
NYETORR 5301 | 140 cSt | TML= 0.230 %ep CVCM= 0.033 %ep | Aceite base utilizado en NyeTorr® 5300 |
NYETORR 6301 | 187 cSt | TML= 0.00 %ep CVCM= 0.000 %ep | Aceite base utilizado en NyeTorr® 6300 |
NYETORR 5361 | 192 cSt | TML= 0.03 %ep CVCM= 0.010 %ep | Aceite base utilizado en NyeClean® 5057 |
NYETORR 6371 | 446 cSt | TML= 0.020 %ep CVCM= 0.002 %ep | Aceite base utilizado en NyeTorr® 6370EL |
NYETORR 5381 | 809 cSt | TML= 0.070 %ep CVCM= 0.004 %ep | Se utiliza como grasa sustituta en sellamientos estáticos donde cierto grado de amortiguación es necesario |
Producto | Viscosidad cinemática a 40 °C | Estabilidad al vacío (ASTM E595) | Características |
NYETORR 5201 | 108 cSt | TML= 0.120 %ep CVCM= 0.013 %ep | Aceite base utilizado en NyeTorr® 5200 |
NYETORR 6201 | 108 cSt | TML= 0.110 %ep CVCM= 0.010 %ep | Aceite base utilizado en NyeTorr® 6200 |
SYNTHETIC OIL 3001A | 2082 cSt | TTML=0.100 %ep CVCM= 0.050 %ep | Un aceite ultrafiltrado para aplicaciones con cargas que requieren una excelente fuerza de película |
Producto | Viscosidad cinemática a 40 °C | Estabilidad al vacío (ASTM E595) | Características |
NYEVAC 9720 | 61 cSt | TML= 0.359 %ep CVCM= 0.023 %ep | Aceite de éster utilizado en bombas turbomoleculares |
NYEVAC 9721 | 61 cSt | TML= 0.942 %ep CVCM= 0.467 %ep | Una grasa de éster espesada con jabón de litio para sistemas de bombas de vacío turbomolecular |
NYEVAC 9724 | 61 cSt | TML= 0.279 %ep CVCM= 0.073 %ep | Una grasa de éster muy suave espesada con PTFE para sistemas de bombas de vacío turbomolecular |
Ensayos y fabricación
Los materiales y métodos de fabricación utilizados para preparar un lubricante pueden influir en su limpieza. En Nye, las materias primas deben cumplir estrictas normas de calidad. Los lubricantes en vacío se fabrican y envasan en salas blancas Clase 8 y Clase 7 para garantizar que los productos son adecuados para tu entorno de fabricación.
Todos los productos de Nye pueden probarse también en vacío y a altas temperaturas en nuestro Laboratorio de Pruebas de Semiconductores Aeroespaciales al Vacío (VAST, por sus siglas en inglés). Las pruebas realizadas en estas condiciones de funcionamiento simuladas proporcionan a los clientes datos precisos sobre el outgassing, la generación de partículas y otros datos de rendimiento importantes que les ayudan a seleccionar el lubricante adecuado para sus equipos de fabricación de precisión y procesos de fabricación de alta gama. Los materiales exclusivos de Nye, como Pennzane, y los métodos de fabricación, como la ultrafiltración, han demostrado resistir las condiciones más extremas, en la Tierra y en el espacio, durante casi 50 años
