¿Puede la luz o el polvo afectar a los chips?

Una duda entre algunos usuarios es si la luz o el polvo puede afectar a los chips. Como podemos saber, otros aspectos como el calor extremo, las diferencias de temperaturas abruptas, la ESD, las vibraciones, la radiación, o el agua pueden afectar. Ahora toca conocer si estos otros dos factores afectarían a la vida de un chip…

Cómo afecta la luz o el polvo a un chip

Aquí vamos a diferenciar entre dos etapas, por un lado en cómo afecta la luz o el polvo durante la fabricación del chip y por otro lado cómo afectaría una vez está fabricado:

Luz y polvo en el entorno de fabricación

La fabricación de semiconductores ocurre en salas limpias (cleanrooms) con estrictos controles ambientales para minimizar la interferencia de partículas, luz y otros contaminantes:

• Luz en la fotolitografía: esta etapa es crucial en la fabricación de chips, donde patrones nanométricos se imprimen en una oblea de silicio utilizando un tipo de luz específico para el grabad de alta precisión. Si fuentes de luz externas inciden durante esta etapa, se pueden generar zonas de grabado que no corresponden. Por eso, se utilizan filtros de luz en la propia sala para evitar este tipo de revelado no querido. Ten en cuenta que esta contaminación lumínica puede causar difracción, dispersión y otros defectos en los patrones, lo que podría dejar a los chips fabricados inservibles.

• Polvo y contaminación partículas: es uno de los mayores riesgos durante la fabricación de semiconductores debido al tamaño nanométrico de las estructuras involucradas. Cuando una sola partícula de polvo se posa en la máscara, en las lentes, o en la propia superficie de la oblea, puede bloquear el trazo de patrones, crear cortocircuitos, interrupciones de conexiones o transistores inservibles. Por ese motivo, dentro de las salas limpias hay un avanzado sistema de filtración del aire HEPA para reducir las partículas al máximo, además de sistemas de presión positiva y negativa según la zona para evitar contaminación durante procesos que produzcan vapores o contaminantes, trajes especiales para el personal que trabaja allí, suelos especiales, etc. A pesar de todo, no se puede eliminar todo el polvo o partículas, y por ello pueden surgir chips defectuosos en una oblea o wafer, y que se tienen que desechar o aprovechar mediante binning…

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Luz y polvo una vez el chip está encapsulado y listo para su uso

Una vez que los chips han sido fabricados, encapsulados y ensamblados en dispositivos, aún pueden estar sujetos a los efectos negativos a causa de la luz y el polvo. Sin embargo, estos impactos son generalmente más limitados debido a la protección proporcionada por el encapsulado y demás barreras de protección.

¿Afecta la luz a un chip?

En principio, la luz no afecta a los chips que ya están terminados, a no ser que sean sensores ópticos como los de proximidad, IR, etc., que podrían realizar lecturas erróneas si se ven afectados por focos de luz anormal, o generar algo de ruido en las señales o interferencias por la luz ambiental. Afortunadamente, estos dispositivos suelen tener filtros ópticos o algoritmos de calibración para evitar estos problemas, por lo que la luz en principio no debería afectar a ellos.

La luz del sol, que no solo es del espectro visible, sino que también incluye luz UV, podría alterar algunos materiales fotosensibles de los revestimientos del chips, y podría degradarse más rápidamente. El único caso donde la luz puede ser un grave problema es en el de los chips EPROM, los que tienen una especie de «ventana» redonda en el encapsulado para exponer el chip de memoria flash para que, el usuario, con una luz UV lo pueda borrar. Por tanto, si está expuesto a UV ambiental, podría borrarse sin quererlo, y habría que protegerlo de ella.

Recuerda que el sol no solo es luz, también aporta calor, por lo que no se recomienda dejar los dispositivos electrónicos bajo el sol directo, especialmente en verano, ya que el calor podría afectar a su vida útil.

¿Afecta el polvo a un chip terminado?

En principio, como el chip está encapsulado, el polvo no afecta directamente a él. Sin embargo, podría hacerlo de forma indirecta:

• A nivel térmico: el polvo podría obstruir las rejillas de ventilación, los disipadores, ventiladores, o superficies de disipación, lo que podría producir un sobrecalentamiento.
• Contactos: en los contactos o soldaduras, algunas partículas podrían depositarse y causar un mal contacto, resistencia adicional, e incluso cortocircuitos si son partículas conductoras.

Por este motivo, no estaría de más usar sistemas como los purificadores de aire, filtros de polvo, y otros elementos que pueden ayudar a evitar este tipo de suciedad en tus equipos electrónicos… además de hacer un buen mantenimiento y limpieza.

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