¿El aire comprimido de la fábrica de chips debe suministrarse a presiones diferenciadas?

Clasificación básica de los sistemas de aire comprimido en las fábricas de semiconductores

En el proceso de fabricación de semiconductores, el aire comprimido es una fuente de energía indispensable. Los sistemas de aire comprimido de las fábricas de chips suelen clasificarse, según el uso y los requisitos de calidad, enAire limpio y seco (CDA)YAire de instrumentación (IA)Dos grandes categorías. Los distintos tipos de aire presentan diferencias significativas en cuanto a la presión, el punto de rocío, el contenido de aceite y el control de partículas, lo que determina la necesidad de adoptar una estrategia de suministro de aire por presiones diferenciadas.

¿Por qué las fábricas de chips necesitan una distribución de gas a presión diferenciada?

• Satisfacer las necesidades de una variedad de dispositivos:En las plantas de fabricación de chips existen numerosos equipos, que van desde grandes instalaciones auxiliares hasta pequeñas válvulas neumáticas, cada uno con una presión de servicio nominal distinta. Un suministro de aire a alta presión uniforme puede dañar los equipos de baja presión, mientras que un suministro de baja presión uniforme no logra satisfacer las necesidades de potencia de los equipos de alta presión.
• Evitar el desperdicio de energía:Si toda la planta utiliza un suministro de aire comprimido a alta presión único, los equipos de baja presión situados en el extremo deben reducir su presión mediante válvulas de estrangulamiento, lo que ocasiona una importante pérdida innecesaria de aire comprimido. El suministro de aire por presiones diferenciadas permite establecer la presión según las necesidades reales de la red, reduciendo de manera significativa la presión de descarga del compresor y, en consecuencia, ahorrando energía eléctrica.
• Garantizar la estabilidad de la presión:Los procesos de fabricación de alta precisión son extremadamente sensibles a las fluctuaciones de la presión de la fuente de aire. El suministro de aire por presión diferencial permite aislar las distintas zonas de consumo, evitando que un cambio brusco en el caudal de una zona provoque variaciones en la presión de toda la red de tuberías de la planta y garantizando así una presión constante tanto para el aire de instrumentación como para los equipos clave del proceso.

Métodos de implementación del suministro de gas por presión diferencial y diseño de redes de tuberías

En el diseño real de los sistemas de abastecimiento de aire comprimido, la distribución por presión suele implementarse mediante estaciones de reducción de presión de varios niveles y una red de tuberías en configuración anular. El gas a alta presión procedente de la sala de compresores entra primero en…Estación principal de reducción de presión, tras reducirse a presión media, se transporta a los distintos edificios de producción. En el interior de los edificios o en las proximidades de determinados grupos de equipos, se instalan nuevamenteGrupo de válvulas reductoras de presión por zonaO bienVálvula de reducción de presión final, ajuste la presión con precisión hasta el valor de configuración requerido por el equipo.

Además, en el caso del sistema de aire de instrumentación, dado que este controla directamente las diversas válvulas de regulación y los dispositivos de interbloqueo de seguridad del sistema auxiliar de la planta, suele emplearse un bucle de presión independiente, equipado con válvulas reductoras y filtros redundantes, a fin de garantizar, incluso en condiciones operativas extremas, una fuente de aire a baja presión estable y limpia.

La importancia de la alimentación de gas por presión diferencial para el rendimiento y los costos

La fabricación de chips es un sector típicamente intensivo en capital y en tecnología; incluso las más mínimas variaciones del entorno pueden provocar una reducción del rendimiento de los obleas. Un diseño adecuado de suministro de gas a presión diferenciada no solo proporciona a los equipos de alta precisión una fuente de energía adecuada y estable, reduciendo las paradas de equipo o las desviaciones en los procesos causadas por anomalías en la presión del gas, sino que, además, al optimizar la presión en la red de tuberías, permite disminuir de manera significativa el consumo energético global del sistema de compresión de aire. Por ello, el suministro de gas a presión diferenciada no es únicamente una exigencia técnica, sino también una medida clave para que las fábricas de chips logren una producción ajustada y un control eficaz de los costos.