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Creación de los cerebros de la tecnología actual

Silicio ultrapuro para microchips

Como segundo elemento más abundante en la corteza de la Tierra, el silicio nos rodea. Pero en la naturaleza, solo se encuentra combinada con otros elementos, como la arena, el cuarzo y otras rocas. Para un microchip, se necesita un cristal puro. Este se puede conformar al vacío con una bomba de vacío de Busch.
La sociedad moderna depende en gran medida de los microchips. Son los cerebros detrás de los dispositivos electrónicos y se utilizan sobre todo en los sectores de entretenimiento y automoción. Pero a medida que avanzamos en la era de la tecnología inteligente, los microchips aparecen en los lugares más inesperados: juguetes infantiles, lavadoras e incluso su pasaporte.

Un cristal hecho de muchos

La historia de todo microchip comienza con el polisilicio, un tipo de silicio compuesto por varios pequeños cristales. Para la industria electrónica, el silicio debe tener una pureza ultraalta. Esto suele significar entre el 99,999 % y el 99,999999999 %, es decir, no más de un átomo que no sea de silicio por cada mil millones de átomos de silicio. Para crear un microchip, el polisilicio debe transformarse en un único cristal, llamado silicio monocristalino. Esto es fundamental para la fabricación de microchips: los límites de grano y las irregularidades en la estructura cristalina del polisilicio afectarían al rendimiento del microchip terminado. Existen varios procedimientos para producir silicio monocristalino, el más común de los cuales es el procedimiento Czochralski, en el que se cultiva un cristal de silicio al vacío.

Cristales de semillas

El silicio monocristalino se produce utilizando lo que se conoce como un extractor. Este nombre engloba una variedad de tecnologías diferentes, con dos piezas clave: un horno de vacío y un mecanismo que arrastra el cristal a su molde. Dentro de la cámara del horno de vacío, el polisilicio se calienta a temperaturas extremadamente altas de alrededor de 1410 °C. Una pequeña pieza de silicio monocristalino, llamada semilla, se coloca en el centro y se tira lentamente hacia arriba mientras se rota. La semilla arrastra el silicio fundida hacia arriba con ella, que se solidifica a medida que sube. Esto crea una varilla larga y cilíndrica de silicio puro. El silicio fundido es altamente reactivo, por lo que, para mantener su alta pureza, no debe entrar en contacto con el aire ambiente. Por lo tanto, el aire se evacua de la cámara mediante una bomba de vacío de Busch. El resultado es un entorno de crecimiento sin contaminantes y cristales de la más alta calidad, listos para continuar su largo viaje a través de la fábrica de semiconductores hasta convertirse en un microchip.
Los lugares más limpios de la Tierra

En el mundo natural, no hay nada como aire verdaderamente limpio. Nos lo recuerdan los días soleados, cuando de repente notamos el polvo bailando a nuestro alrededor bajo un rayo de sol. De hecho, la oficina media tiene hasta 3 500 000 000 de partículas minúsculas, algunas invisibles a simple vista, en cada metro cúbico de aire. Sin embargo, en ciertos procesos de fabricación (por ejemplo, en las industrias aeroespacial, de semiconductores y farmacéutica), esta parte normal de la vida puede hacer que los productos se contaminen. Por lo tanto, las salas blancas son esenciales. Las más estrictas permiten solo 10 partículas diminutas de ≥0,1 μm por metro cúbico: el equivalente aproximado de una sola semilla de sésamo en una piscina olímpica.

Las instalaciones utilizan diversos procedimientos para mantener sus salas blancas libres de contaminantes. Estos van desde trajes de protección y mascarillas hasta duchas de aire, donde los trabajadores reciben chorros de aire para eliminar las partículas persistentes. En una fábrica de semiconductores, incluso los perfumes, el maquillaje y los productos para el cabello son inaceptables, ya que incluso la partícula más pequeña puede arruinar un lote de galletas de silicio.

Así que, si realmente necesitas aire fresco, olvídate de dar un paseo por el campo. El aire más limpio de nuestro planeta se encuentra en el interior de una sala blanca.