Fabrication de semi-conducteurs et de composants

Un marché mondial en pleine croissance

PCBLes semi-conducteurs sont indispensables dans la fabrication d’objets technologiques : des voitures aux téléphones potables en passant par les relais statiques. Le marché mondial des semi-conducteurs s’accroît au début du 21e siècle de façon quasi-continue. Au premier trimestre 2021, il est de 101 milliards d’€uros.

Un composant électronique est un élément destiné à être assemblé avec d’autres afin de réaliser une ou plusieurs fonctions électroniques. Ils sont omniprésents dans tous les objets électroniques. La valeur du marché mondial des composants électroniques est passée de 250 milliards d’€uros en 2012 à 350 milliards d’€uros en 2019.

Actuellement, ces marchés subissent une grosse pénurie : la demande grandit de manière exponentielle et l’industrie n’arrive pas à la satisfaire.

Besoin de relais statiques à toutes les étapes de la fabrication

Pour tous les équipements employés dans ces processus, les relais statiques sont largement utilisés en raison de leur capacité à fonctionner dans des environnements difficiles, sans problème de fonctionnement.


La fabrication des semi-conducteurs

Procédés de recuit – diffusion – oxydation

four micro composantCes procédés sont réalisés à haute température. Le recuit (traitement thermique) est utilisé pour le contrôle de la concentration des dopants et la réduction des défauts. La température doit être très précise lors de cette étape. En effet, si la chaleur pénètre trop profondément, les impuretés vont se diffuser en profondeur, formant une couche semi-conductrice épaisse. Le recuit éclair limite le traitement thermique à la couche de surface, empêchant la diffusion des impuretés et permettant la production de couches extrêmement minces. Au cours du processus de diffusion, les dopants sont introduits. L’oxydation thermique force l’oxygène à se diffuser sur la surface du wafer. Les températures sont alors comprises entre 800 et 1200°C afin qu’une couche mince et lisse de dioxyde de silicium puisse être créée.  Nos relais statiques sont importants pour le contrôle des éléments chauffants.

Produits phares celduc :


Machines de nettoyage pour semi-conducteurs

Machines de nettoyage pour semi-conducteursCes machines de récurage sont conçues pour exécuter l’une des fonctions les plus importantes dans le process de fabrication de semi-conducteurs : le nettoyage des “wafers”. Ces systèmes éliminent les particules contaminantes telles que les résidus ou autres défauts de surface indésirables. Nos relais statiques sont indispensables pour le contrôle des éléments chauffants.

Produits phares celduc :

Refroidisseurs

refroidisseurCe process exige de la précision lorsqu’il s’agit de refroidissement liquide ou par système de climatisation. Nos relais statiques sont utiles pour le contrôle des éléments chauffants.

Produits phares celduc :

Gravure chimique sèche

Gravure chimique sècheLa gravure sèche, sans solvant liquide, consiste à retirer une ou plusieurs couches de matériaux de la surface d’un wafer. C’est une étape critique, extrêmement importante, lors de la fabrication des semi-conducteurs, chaque wafer pouvant subir de nombreuses étapes de gravure. Les gaz à l’état de plasmas convertissent le matériau à graver de l’état solide à l’état gazeux tandis que le pompage permet l’extraction, l’élimination de ces résidus gazeux. Nos relais sont utilisés pour le contrôle chauffage de ces machines.

Produits phares celduc :

 CVD (Chemical Vapour Deposition) Dépôt chimique en phase vapeur

CVDCe procédé est souvent utilisé dans l’industrie du semi-conducteur pour produire des couches minces. Dans un procédé CVD typique, le substrat est exposé à un ou plusieurs précurseurs en phase gazeuse, qui réagissent et/ou se décomposent à la surface du substrat pour générer le dépôt désiré. Nos relais sont utilisés pour le contrôle chauffage de ces machines.

Produits phares celduc :


Systèmes d’alimentation en gaz

Les gaz sont des activateurs clés dans l’industrie électronique. A Presque toutes les étapes de la fabrication des semi-conducteurs, des gaz sont utilisés : dépôt photolithographique, gravure, dopage, recuit, nettoyage de la chambre, … Ces systèmes d’alimentation en gaz sont utilisés pour fournir en toute sécurité des gaz spéciaux nécessaires aux processus de fabrication de semi-conducteurs.

Shema gaz
Shema gaz

 

Shema gaz


Produits phares celduc
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Fabrication de composants

Brassage à la vague

Cette technologie est utilisée pour souder les composants électroniques sur un circuit imprimé. Ce système fiable et automatique est largement utilisé dans l’industrie électronique. Le brasage à la vague est composé de 4 étapes :

  1. PULVÉRISATION D’UN FLUX : Le nettoyage de la surface métallique est une étape clé du processus afin de garantir la fiabilité des soudures.
  2. PRÉ-CHAUFFAGE : Les circuits imprimés traversent un tunnel thermique pour effectuer un pré-chauffage et activer le flux. Des lampes infra-rouges sont utilisées. Un contrôle précis de la température est nécessaire.
  3. VAGUE DE SOUDAGE : Les circuits imprimés entrent dans un bain d’étain en fusion qui est chauffé à 220+ (-) 3°C ou 240°C pour un procédé sans plomb. La température doit être régulée avec précision car le cuivre commence à fondre à environ 240°C. Par conséquent, lorsque cette température est atteinte, le bain d’étain commence à être pollué par le cuivre et la soudure peut alors se fissurer.
  4. REFROIDISSEMENT : La température atteignant ses valeurs maximales lors du processus de brasage à la vague, les circuits imprimés doivent être refroidis à la température ambiante dans la zone de refroidissement.

Les SSRs sont indispensables aux étapes 2 et 3 du processus de fabrication. Les SSRs sont utilisés pour garantir une température stable permettant un meilleur brasage.

Dans ces équipements nous recommandons l’utilisation de relais statiques à commande analogique. En effet, la commande angle de phase permet un réglage très fin de la puissance de la charge.

Produits phares celduc : SO4 (gradateurs monophasés) et SVTA (gradateurs triphasés)

Brassage par Refusions

Le brasage par refusion est une autre technologie pour souder les composants sur circuit imprimés. Voici les différentes étapes de ce procédé :

  1. APPLICATION D’UNE PÂTE DE SOUDURE : Une pâte de soudure à base de flux et de billes de soudure est insérée par sérigraphie dans les trous à équiper du circuit imprimé.
  2. PLACEMENT DES COMPOSANTS : Les composants à équiper sont introduits dans les trous.
  3. BAIN THERMIQUE : Le brasage par refusion dépend également du flux contenu dans la pâte à souder.La température doit augmenter pour activer le flux.
  4. BRASAGE PAR REFUSION : La température maximale amène la pâte de soudure à fondre. Le contrôle de la température joue un rôle crucial dans le processus de brasage par refusion. Une température trop basse ne permettra pas la dilatation, tandis qu’une température trop élevée peut endommager les composants ou les cartes.
  5. REFROIDISSEMENT : La température baisse après que les températures maximales soient atteintes lors de l’étape 4. Le refroidissement assure la solidification de la soudure.

Les SSRs sont indispensables aux étapes 3 et 4 du processus de fabrication. Les relais statiques sont utilisés pour garantir une température stable permettant un meilleur brasage. Le contrôle des zones de chauffage par relais statiques garantira le respect des exigences en termes de régulation de la température.

 celduc et le marché de l’électronique

Le groupe celduc® est spécialisé dans l’électrotechnique & l’électronique de puissance et s’est tourné vers les marchés et les clients du monde entier. Fondée en 1964 par Michel GUICHARD et implantée près de Saint-Etienne, celduc® est la seule entreprise française à posséder la technologie du relais statique

celduc® relais maîtrise l’ensemble de la chaîne : étude, conception, fabrication, tests et commercialisation. celduc® relais fabrique non seulement la gamme la plus large dans le domaine du relais statique, mais aussi ses principaux équipements de production et de contrôle jugés stratégiques en terme de connaissance et de maîtrise technique. Grâce à cet outil performant et unique, les produits celduc® relais sont présents dans le monde entier, et portent l’empreinte des plus grands groupes industriels

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