Reducción del coste de propiedad: Níquel puro EOS NiCP para aplicaciones de semiconductores avanzados

13 de mayo de 2025 | Tiempo de lectura: 5 min

 

Los ingenieros de equipos de semiconductores y los especialistas en fabricación se enfrentan a una presión incesante para maximizar el rendimiento de las obleas y mantener al mismo tiempo una precisión nanométrica en entornos químicamente agresivos. Los componentes críticos de estos sistemas requieren materiales que ofrezcan una resistencia excepcional a la corrosión sin comprometer el rendimiento ni el tiempo de actividad del sistema.

Según una investigación del sector publicada en 2024, la corrosión en los entornos de fabricación de semiconductores es responsable de más del 50% de los fallos de los dispositivos microelectrónicos, lo que representa un impacto sustancial en la eficiencia y fiabilidad de la producción.

EOS se ha asociado con los principales proveedores mundiales para hacer frente a estos retos ofreciendo un material innovador: EOS Nickel NiCP, una aleación de níquel comercialmente pura con una pureza mínima del 99,0%. Este material de fabricación aditivaFA) transforma la forma en que los fabricantes de semiconductores abordan el diseño y la producción de componentes, eliminando las limitaciones tradicionales del chapado protector y mejorando al mismo tiempo la longevidad de los componentes.

Cumplir los exigentes requisitos de la fabricación de semiconductores

La producción de semiconductores opera en los extremos de la precisión. El control de la temperatura en rangos de miliKelvin es esencial, ya que incluso pequeñas fluctuaciones térmicas pueden afectar a los procesos a escala nanométrica. Además, los entornos químicamente agresivos de la industria plantean importantes retos de corrosión para los componentes críticos.

Tradicionalmente, los fabricantes han confiado en el niquelado químico para proteger los componentes de las cámaras del duro entorno químico de las cámaras de plasma. Aunque eficaz, este método tiene sus limitaciones: En primer lugar, la capa de protección tiene una vida útil finita, lo que conlleva una mayor sustitución de consumibles y tiempos de inactividad del sistema. Además, los procesos de revestimiento pueden generar residuos peligrosos, como metales pesados y productos químicos tóxicos.

Dado que algunos gases utilizados habitualmente en la fabricación de semiconductores están muy restringidos, las alternativas sostenibles a los materiales tradicionales serán cada vez más importantes. Las industrias de la UE están fijando el objetivo del 20% de la producción mundial para 2030, mientras que la Ley de Control de Sustancias Tóxicas de EE.UU. regula las restricciones sobre las sustancias utilizadas en la fabricación. En la región APAC, importantes actores como China, Singapur, Japón y Hong Kong han anunciado planes para implantar divulgaciones climáticas obligatorias alineadas con el Grupo de Trabajo sobre Divulgaciones Financieras Relacionadas con el Clima o el Consejo de Normas Internacionales Sostenibles.

Micrografía de la superficie pulida

EOS Nickel NiCP: la excelencia del níquel puro a través de la fabricación aditiva

EOS Nickel NiCP representa una solución innovadora para estos retos. Con una pureza mínima del níquel del 99,0%, este material cumple los requisitos de composición química de ASTM B162 y SAE AMS5553, garantizando una consistencia y fiabilidad excepcionales para las aplicaciones más exigentes.

Abastecerse de tocho de níquel puro mediante métodos convencionales puede resultar difícil y costoso, lo que limita su accesibilidad para la fabricación de alto rendimiento. La verdadera innovación de EOS Nickel NiCP reside en cómo transforma esta limitación. En lugar de aplicar un revestimiento protector a los componentes, ahora los fabricantes pueden fabricar piezas totalmente de níquel comercialmente puro utilizando la tecnología FA . Este enfoque elimina la necesidad de procesos de chapado problemáticos para el medio ambiente, al tiempo que prolonga la vida útil de los componentes y mejora su rendimiento. 

Imagen SEM del polvo

Principales ventajas de EOS Nickel NiCP para aplicaciones de semiconductores

  • Mayor resistencia a la corrosión: Gracias a su excepcional pureza, el NiCP ofrece una extraordinaria resistencia a los entornos corrosivos que repercute directamente en la vida útil de los consumibles, por lo que es ideal para componentes de cámaras de semiconductores y equipos de procesamiento químico.
  • Maximización del tiempo de funcionamiento del sistema: Los componentes fabricados con NiCP pueden ofrecer una mayor vida útil en comparación con las piezas chapadas tradicionales. Esto maximiza la disponibilidad de los equipos y aumenta el rendimiento global de la fabricación de obleas, lo que repercute directamente en los resultados de los fabricantes.
  • Optimización del diseño: FA con NiCP permite crear soluciones de gestión térmica optimizadas mediante canales internos complejos y geometrías innovadoras imposibles con los métodos de fabricación convencionales. Estos diseños pueden mejorar notablemente la disipación del calor, la velocidad del sistema y la precisión.
  • Menor impacto medioambiental: Al eliminar la necesidad de procesos de galvanoplastia, NiCP ofrece un enfoque de fabricación más limpio y sostenible que reduce la generación de residuos peligrosos a la vez que mantiene o mejora el rendimiento de los componentes.
  • Características de baja tensión: El NiCP presenta tensiones residuales muy bajas, con piezas que a menudo pueden utilizarse en el estado en que se encuentran.
  • Opciones de fabricación versátiles: El material se ha probado exhaustivamente en todos los sistemas de impresión 3D industriales de EOS, incluidos el M 290 y el M 400-4. Los parámetros de 80 μm de la M 400-4 permiten velocidades de producción excepcionalmente altas para una producción eficiente.

 

Más allá de los semiconductores: Versatilidad en todas las industrias

Aunque es especialmente adecuado para aplicaciones de semiconductores, las excepcionales propiedades del níquel EOS NiCP lo hacen valioso para otras muchas industrias. Su excelente resistencia a la corrosión y su gran pureza lo hacen ideal para equipos de procesamiento químico y diversas aplicaciones que requieren exposición a entornos cáusticos.

La gran ductilidad del material, combinada con una buena resistencia a la corrosión, abre posibilidades para piezas que deben soportar tanto esfuerzos mecánicos como exposición química, un requisito habitual en entornos industriales avanzados.

 

Transformar la fabricación mediante la innovación de materiales

EOS Nickel NiCP es un ejemplo de cómo los materiales avanzados combinados con FA pueden resolver retos industriales de larga data. Al permitir la producción directa de componentes de níquel puro con diseños optimizados, EOS está ayudando a los fabricantes de semiconductores a mejorar el rendimiento, reducir el impacto medioambiental y, en última instancia, aumentar la productividad.

Para las industrias en las que la pureza del material, la resistencia a la corrosión y la precisión son requisitos innegociables, EOS Nickel NiCP ofrece una solución con visión de futuro que aborda las limitaciones actuales de fabricación al tiempo que abre nuevas posibilidades para el diseño y el rendimiento de los componentes.

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Aleaciones de níquel

 Las características de este material lo hacen ideal para una amplia gama de aplicaciones, por ejemplo en turbinas de gas para las industrias aeroespacial y energética, industria de procesos, petróleo y gas, construcción naval.

EOS M 290

De tamaño medio y polivalente, el estándar del sector para piezas metálicas impresas en 3D cualificadas: El robusto diseño del sistema y el potente láser de fibra de 400 vatios ofrecen un rendimiento fiable y elevado, día tras día.

bola de malla blanca impresa en 3d

Guía de FA para principiantes

Blog sobre la fabricación aditiva

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