martes, 19 de junio de 2012

Oxidación

En general, el primer paso en el procesamiento de dispositivos semiconductores consiste en la oxidación de la superficie exterior de la oblea para hacer crecer una capa delgada (de alrededor de una micra) de dióxido de silicio (SiO2). Esta capa protege en primer lugar la superficie de impurezas y sirve además de máscara en el proceso de difusión posterior. La capacidad de hacer crecer una capa protectora y químicamente estable de dióxido de silicio sobre silicio convierte a las obleas de silicio en el sustrato de semiconductores de uso más extendido.
La oxidación, que se suele llamar oxidación térmica, es un proceso por lotes que tiene lugar en un horno de difusión a alta temperatura. La capa protectora de dióxido de silicio se forma en atmósferas que contienen oxígeno (O2) (oxidación seca) u oxígeno combinado con vapor de agua (H2O) (oxidación húmeda). La temperatura del horno varía de 800 a 1.300 °C. También pueden añadirse compuestos de cloro en forma de cloruro de hidrógeno (HCl) que ayuden a controlar las impu- rezas no deseadas.
En las instalaciones de fabricación más modernas existe una tendencia al uso de hornos de oxidación verticales, que permiten controlar mejor la contaminación dentro de límites estrictos, admiten un mayor tamaño de las obleas y consiguen más uniformidad en el procesamiento. Permiten utilizar equipo más pequeño, que ocupa menos del precioso espacio en planta de la sala limpia.

lunes, 18 de junio de 2012

FABRICACION DE • SEMICONDUCTORES DE SILICIO

La descripción del procesamiento de dispositivos semiconductores de silicio, ya sean dispositivos discretos (un semiconductor que contiene un solo dispositivo activo, como por ejemplo un transistor) o CI (conjuntos interconectados de elementos activos y pasivos en un sustrato semiconductor único, capaz de realizar una función de circuito electrónico como mínimo), implica mencionar numerosas operaciones muy técnicas y específicas,
y tiene por objeto dar a conocer un marco y una explicación básicos de los pasos principales seguidos en la fabricación de un dispositivo semiconductor de silicio y los problemas de salud y seguridad medioambiental (SSM) asociados.
La fabricación de un CI consta de una secuencia de procesos que pueden repetirse muchas veces antes de terminar un circuito. Los CI más sencillos utilizan 6 máscaras o más para completar procesos de modelado, pero lo corriente es que se empleen de 10 a 24 máscaras. La fabricación de un microcir- cuito comienza con una oblea de silicio ultrapuro de 10 a
30 centímetros de diámetro. El silicio absolutamente puro es casi un aislante, pero determinadas impurezas, llamadas impurifica- dores, añadidas en cantidades de 10 a 100 partes por millón, convierten al silicio en conductor de electricidad.
Un circuito integrado puede constar de millones de transis- tores (también diodos, resistencias y condensadores) hechos de silicio con impurezas, todos ellos conectados mediante el patrón de conductores adecuado para crear lógica del ordenador, su memoria u otro tipo de circuito. Sobre una oblea pueden hacerse centenares de microcircuitos.
Hay seis pasos principales del proceso de fabricación que se aplican de manera universal a todos los dispositivos semiconductores de silicio: oxidación, litografía, grabado, impurificación, deposición química de vapor y metalización. Estos pasos van seguidos de las operaciones de montaje, prueba, marcado, embalado y expedición.

domingo, 17 de junio de 2012

MICROELECTRONICA Y SEMICONDUCTORES - PERFIL GENERAL (IV)

y habilidades motoras muy finas. También en esta parte del proceso predominan las trabajadoras, y la mayoría de la produc- ción mundial se encuentra concentrada en el arco del Pacífico, con grandes concentraciones en Taiwan, Malasia, Tailandia, Indonesia y Filipinas, y un número creciente en China y Vietnam.
Las naves de fabricación de CI de semiconductores poseen diversas propiedades y características poco habituales pecu- liares a este sector. Ello se debe a que el procesamiento de los CI exige unos regímenes y requisitos de control de partículas extremadamente rigurosos. Una zona moderna típica dedicada
a la fabricación de CI puede recibir la calificación de sala limpia Clase 1 ó menor. Como método de comparación, sabemos que una zona expuesta al medio ambiente exterior tendría una calificación mayor que Clase 500.000; la habita- ción normal de una vivienda pertenecería a una clase en torno
a la Clase 100.000; y una zona de montaje final de semicon- ductores sería de Clase 10.000 aproximadamente. Para lograr ese nivel de control de partículas es preciso que el trabajador de fabricación se encuentre encerrado por completo en trajes de conejo provistos de sistemas de suministro de aire y de filtros para controlar los niveles de partículas generadas por los traba- jadores en la zona de fabricación. Los ocupantes humanos de zonas de fabricación se consideran generadores muy potentes de partículas finas procedentes del aire que exhalan, de la muda de piel y cabello y de su ropa y calzado. Este requisito de vestir ropa cerrada y los procedimientos de trabajo aislado han contribuido a que los trabajadores sientan que trabajan en un ambiente “inhóspito”. Véase la Figura 83.3. Asimismo, en la zona fotolitográfica, el proceso comprende la exposición de la oblea a una solución fotoactiva, seguida de la formación de un patrón de imagen sobre la superficie de la oblea mediante luz ultravioleta. Para atenuar la luz ultravioleta (UV) no deseada en esta zona de procesamiento, se utilizan luces amarillas especiales (que no emiten el componente de la longitud de onda UV presente normalmente en la iluminación interior). Estas luces amarillas contribuyen a que los trabajadores tengan la sensación de que están en un ambiente de trabajo diferente y a veces pueden ejercer un efecto desorientador sobre algunos individuos.

sábado, 16 de junio de 2012

Tendencias futuras

Es probable que el uso de plomo se vea cada vez má s restringido en el futuro. En el á mbito laboral, esto dará lugar a una mayor automatizació n de los procesos, de modo que se aparte al traba- jador del peligro.

viernes, 15 de junio de 2012

Cuestiones ambientales

Los efectos del plomo en la salud de los niñ os han sido objeto de amplios estudios. Es fundamental, pues, mantener la liberación de plomo al medio ambiente en niveles mínimos. En las fá bricas de baterías deben filtrarse las emisiones atmosfé ricas má s contaminantes. Todos los desechos de proceso (fangos plumbosos ácidos, por lo comú n) han de llevarse a una planta de tratamiento de efluentes para neutralizar el á cido y separar el plomo de la suspensión.

jueves, 14 de junio de 2012

Riesgos físicos

En la fabricació n de baterías tambié n existen diversos riesgos físicos (p. ej., ruido, salpicaduras de á cido y metal fundido, riesgos elé ctricos y manipulaciones manuales), aunque se reducen por medio de los adecuados controles té cnicos y de proceso.

miércoles, 13 de junio de 2012

La estibina y la arsina

El antimonio y el arsé nico son materiales muy utilizados en las aleaciones de plomo, por lo que puede producirse estibina (SbH3)
o arsina (AsH3) en ciertas circunstancias:
• cuando un elemento acumulador se sobrecarga en exceso;
• cuando se mezcla una aleació n de plomo-calcio con escoria de una aleació n de plomo-antimonio o plomo-arsé nico. La reac- ció n química de ambas escorias forma antimonio cá lcico o arseniuro cá lcico, los cuales, al mojarse despué s, pueden generar SbH3 o AsH3.

La estibina y la arsina son gases muy tóxicos, cuyo efecto es la destrucció n de los gló bulos rojos. Para evitar cualquier riesgo de exposición a estos gases es preciso mantener rigurosos controles de proceso durante la fabricación de baterías.

martes, 12 de junio de 2012

Vulcanización en baño de sales (I)

El tratamiento en baño de sales es un mé todo de vulcanizado líquido (MVL) dentro de los mé todos habituales de vulcanización continua (VC) que se utilizan para la fabricación de productos como tubos, mangueras y burletes. El empleo de sales permite disponer de unidades de vulcanizació n de duració n relativamente corta, presenta buenas propiedades de intercambio de calor y puede utilizarse a altas temperaturas (entre 177 y 260 °C). Además, la sal no produce oxidación superficial y es fá cil de limpiar con agua. La vulcanización en baño de sales consta, como mínimo, de cuatro fases: alimentación del caucho a través de un extrusor refrigerado (o al vacío), paso por el baño de sales, aclarado/enfriado y, finalmente, cortado y procesado segú n la especificación correspondiente. En la primera fase, el extruído se sumerge en sal molida o se pulveriza con ella. La sal molida es una mezcla euté ctica (fá cilmente fusible) de sales de nitrato y nitrito, con un53 % de nitrato potá sico, un 40 % de nitrito só dico y un 7 % de nitrato só dico. Por lo general, el baño de sales se encuentra en un recinto cerrado con las puertas de acceso en un lateral y resisten cias elé ctricas en el otro.
La principal desventaja del baño de sales MVL es que forma nitrosaminas, sustancias supuestamente cancerígenas. Estas sustan- cias químicas se forman cuando un nitró geno (N) y un oxígeno (O) de un compuesto “nitrosificante” se unen al grupo nitró geno (N) del grupo amino del compuesto aminado. Las sales de nitrato y nitrito utilizadas en el baño de sales actú an como agentes nitrosificantes y se unen con las aminas del compuesto de caucho para formar nitrosaminas. Entre los compuestos de caucho precursores de la nitrosa- mina se encuentran las sulfenamidas, las sulfenamidas secundarias, los ditiocarbamatos, los tiuramos y las dietilhidroxilaminas. Algunos compuestos del caucho contienen una nitrosamina como la nitroso- difenilamina (NDPhA), que actú a como retardante, o la dinitroso- pentametilenetetramina (DNPT), que actú a como agente insuflante.

lunes, 11 de junio de 2012

El lá tex es una suspensión muy alcalina de caucho natural o sintético en agua.

Con é l pueden moldearse guantes y globos o tambié n puede esponjarse el compuesto de látex para fabricar tejidos de fondo para alfombras, extruirse en solución coagulante de á cido acé tico y lavarse para fabricar hilos o bien extender sobre los tejidos. El producto se seca y se vulcaniza en una estufa. El lá tex de caucho natural se utiliza de forma generalizada para fabricar guantes y otros materiales sanitarios. Para conseguir una superficie antiadherente se empolvan los guantes con almidó n de trigo o se tratan con una solució n de cloro, pues sin este tratamiento podrían entrar en combustió n espontá nea si se almacenasen en grandes cantidades en un lugar caliente.

domingo, 10 de junio de 2012

Los adhesivos mezcla de caucho y disolvente se utilizan como recubrimiento de tejidos

Los adhesivos mezcla de caucho y disolvente se utilizan como recubrimiento de tejidos en una gran cantidad de productos. Entre los disolventes habituales se encuentran el tolueno, el acetato de etilo y el ciclohexano. En algunos casos, el tejido se sumerge en adhesivo fino y, en otros, se puede formar el caucho en capas de varias micras aplicando adhesivo de mayor espesor bajo el filo de una cuchilla por encima de un cilindro. La vulcanización se realiza en equipos de rotació n continua o en estufas de aire caliente protegidas contra la explosió n. En la actualidad se está n desarrollando procesos de lá tex para sustituir a los adhesivos en el recubrimiento de tejidos.
Los adhesivos de caucho tambié n se utilizan como pega- mentos. Disolventes habituales para estos productos son el hexano, el heptano, la nafta y el 1,1,1-tricloroetano, aunque el hexano está siendo progresivamente sustituido por su toxicidad.

sábado, 9 de junio de 2012

Las mangueras de caucho

Las mangueras de caucho se fabrican trenzando, tejiendo o enrocomo en los productos que se utilizan en contacto directo con el llando cuerda o alambre reforzado sobre un tubo extruido ayudado por presión neumática o un mandril só lido, y extruyendo despué s encima un tubo de recubrimiento. A continuación, se coloca una cubierta de plomo extruido o un revestimiento cruzado de nylon sobre la manguera para el moldeo por compresió n, que se elimina después de la vulcanización, o bien la manguera se coloca en la parte descubierta del vulcanizador con vapor a presión. Cada vez se está sustituyendo más el plomo por un revestimiento cruzado de nylon o plá stico extruido. La manguera curva para automó viles se corta y se introduce en mandriles moldeadores para su vulcanizació n; en algunos casos se está n utilizando robots para realizar este pesado trabajo manual. Tambié n existe un proceso en el que se emplean virutas de fibra como refuerzo y una matriz mó vil en el extrusor para moldear la manguera.

viernes, 8 de junio de 2012

Fabricación farmacéutica de formas galénicas (II)

Las formas líquidas se utilizan en forma de soluciones esté riles para inyección en el organismo o administració n ocular; se fabrican tambié n líquidos, suspensiones y jarabes para ingestió n oral, y tinturas para su aplicació n sobre la piel (Gennaro 1990). Para la fabricació n de líquidos esté riles y la prevenció n de conta- minació n microbioló gica y de partículas se requieren condiciones medioambientales muy controladas, la utilizació n de equipos de procesado confinados y el empleo de materias primas purificadas (Cole 1990; Swarbick y Boylan 1996). Se deben limpiar y mantener los servicios de la instalació n (p. ej., ventila- ció n, vapor y agua), el equipo de procesado y las superficies del lugar de trabajo de forma que se prevenga y minimice la conta- minació n. Se utiliza agua a presió n y temperatura elevada para destruir y filtrar bacterias y otros contaminantes del suministro de agua esté ril cuando se preparan soluciones para inyecció n. Los líquidos parenterales se inyectan en el organismo mediante administració n intradé rmica, intramuscular e intravenosa. Se esterilizan por calor seco o hú medo a presiones elevadas con filtros bacterianos. No es necesario esterilizar las soluciones para administració n oral y tó pica, pero sí las soluciones oftá lmicas. Los líquidos orales se preparan mezclando los principios activos con un disolvente o conservante para inhibir el crecimiento de bacterias y hongos. Las suspensiones líquidas y las emulsiones se preparan mediante molinos coloidales y homogeneizadores, respectivamente, y las cremas y pomadas mezclando principios activos con vaselina, grasas consistentes o emolientes, envasándolas después en tubos de plá stico o metal.

jueves, 7 de junio de 2012

Fabricación farmacéutica de formas galénicas (I)

Los principios activos se transforman en formas galé nicas antes de su dispensació n o administració n a humanos o animales. Para ello se mezclan con excipientes farmacé uticos, como aglutinantes, sustancias de carga, aromatizantes, diluyentes, conservantes y antioxidantes. Estos ingredientes se secan, trituran, mezclan, comprimen o granulan para obtener las propiedades deseadas antes de su fabricació n como una formulació n final. Los compri- midos y las cá psulas son formas orales muy comunes; otra forma habitual son los líquidos esté riles para inyecció n o aplicació n oftá lmica. La Figura 79.8 muestra las operaciones unitarias típicas en la fabricació n de formas galé nicas.
Las mezclas farmacéuticas se pueden comprimir mediante granulación húmeda, compresió n directa o golpeo para obtener las propiedades físicas deseadas antes de su formulació n como
un fá rmaco terminado. En la granulación hú meda, los principios
activos y los excipientes se humedecen con soluciones acuosas o disolventes, obtenié ndose grá nulos groseros con mayor tamañ o de partícula. Se secan los grá nulos, se mezclan con lubricantes (p. ej., estearato de magnesio), disgregantes o aglutinantes, y
despué s se comprimen a comprimidos. Durante la compresión directa, una matriz de metal sostiene una cantidad medida de la mezcla mientras un punzó n comprime el comprimido. Los fá rmacos que no son lo suficientemente estables para la granulación húmeda o no pueden ser comprimidos directamente son
golpeados. El golpeo o granulación seca mezcla y comprime comprimidos relativamente grandes que son triturados y tamizados a un tamaño de partícula determinado, y despué s se vuelven a comprimir en el comprimido final. Los materiales mezclados y granulados se pueden producir tambié n en forma de cá psulas. Las cá psulas de gelatina dura se secan, pulen, rellenan y unen en má quinas llenadoras de cá psulas.

miércoles, 6 de junio de 2012

martes, 5 de junio de 2012

Salud y seguridad de los trabajadores.

Algunos trabajadores desarrollan reacciones alé rgicas o irritaciones cutá neas al manipular ciertas plantas. Las sustancias de origen animal pueden estar contaminadas con organismos infecciosos a menos que se adopten las precauciones adecuadas. Los trabajadores pueden estar expuestos a disolventes y productos químicos corrosivos durante las operaciones de extracción biológica y natural. El almacenamiento, la manipulación, el procesado y la recuperación de líquidos inflamables presentan riesgos de incendio y explosi n. La seguridad de los trabajadores está amenazada por las piezas mó viles mecá nicas; el vapor, el agua y las superficies calientes y los lugares de trabajo calurosos, y los elevados niveles de ruido.
Los problemas de la seguridad del proceso están a menudo atenuados por los grandes volú menes de materiales vegetales y animales, y por las actividades de extracción de disolventes a menor escala. Durante las operaciones de extraccin y recuperación puede existir peligro de incendio y explosió n y producirse exposiciones de los trabajadores a disolventes o productos químicos corrosivos o irritantes, en funció n de la química específica y el confinamiento del equipo de procesado.

lunes, 4 de junio de 2012

Operaciones auxiliares de refino.

Otras operaciones de las refinerías necesarias para dar soporte al procesado de los hidrocarburos son la recuperación de residuos ligeros; la eliminación del agua amarga; el tratamiento y refrigeración de residuos sólidos, aguas residuales y agua de proceso; la producción de hidró geno; la recuperación de azufre, y el tratamiento de gases á cidos y gas residual. Otras funciones del proceso son la provisión de catalizadores, reactivos, vapor, aire, nitró geno, oxígeno, hidró geno y gases combustibles.

domingo, 3 de junio de 2012

La formulación y mezcla

La formulación y mezcla es el proceso consistente en mezclar y combinar fracciones de hidrocarburos, aditivos y otros componentes para obtener productos acabados con unas propiedades específicas de rendimiento idóneo.

sábado, 2 de junio de 2012

Conversión.

. Los procesos de conversió n má s utilizados para modificar el tamañ o y/o la estructura de las molé culas de hidro- carburos, son los siguientes:

• descomposició n (divisió n) mediante hidrocraqueo, craqueo
té rmico y catalítico, coquizació n y ruptura de la viscosidad;
• unificació n (combinació n) mediante alquilació n y polimerización;
• alteració n (rectificació n) con isomerizació n y reforma catalítica,
• tratamiento.
Desde los comienzos del refino se han utilizado diversos métodos de tratamiento para eliminar no hidrocarburos, impurezas y otros constituyentes que afectan negativamente a las propiedades de rendimiento de los productos acabados o reducen la eficacia de los procesos de conversió n. El tratamiento implica reacciones químicas y separació n física, como disolución, absorción o precipitación, mediante varios procesos y combinaciones de procesos. Entre los mé todos de tratamiento se cuentan la eliminació n o separació n de componentes aromá ticos y naftenos, y la eliminación de impurezas y contaminantes indeseables. Se utilizan compuestos desmercaptanizantes y á cidos para desulfurar el petró leo crudo antes del procesado, y para tratar los productos durante y despué s de é ste. Otros mé todos de tratamiento son la desalinizació n del crudo, la extracción química de mercaptanos, el tratamiento con á cidos, el contacto con arcilla, la hidrodesulfuración, el refino de disolventes, el lavado cá ustico, el hidrotratamiento, el secado, y la extracción y el desparafinado de disolventes.

viernes, 1 de junio de 2012

Procesos y operaciones básicos de refino

Los procesos y operaciones de refino de petró leo se clasifican básicamente en: separación, conversión, tratamiento, formulación y mezcla, operaciones auxiliares y operaciones fuera de proceso (vé ase el organigrama simplificado de la Figura 78.1). Separación. El petró leo crudo se separa físicamente, mediante fraccionamiento en torres de destilació n atmosfé ricas y de vacío, en grupos de molé culas de hidrocarburos con diferentes intervalos de temperaturas de ebullició n, denominados “fracciones”.