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Los semiconductores son componentes críticos de los dispositivos electrónicos, ya que permiten avances en comunicaciones, informática, atención médica, sistemas militares, transporte, energía limpia y una amplia gama de otras aplicaciones.
Hace unos años, el equipo de Popular Mechanics inició una prueba para determinar cómo distintas empresas de transporte manejarían los envíos de sensores. «Un resultado desalentador», escribieron los autores, «fue que cuando nuestros paquetes estaban etiquetados como "Frágil" o "Este lado hacia arriba", sufrían más maltrato». El paquete se volteaba con mayor frecuencia y registraba picos de aceleración superiores a la media durante los viajes para los que solicitamos un manejo especial.
Ninguna empresa de alta tecnología expondría deliberadamente un envío a daños durante el transporte, pero muchas ni siquiera toman las precauciones más básicas para evitarlos. Esto puede incluir una revisión periódica de las prácticas de embalaje, así como del historial de protección de envíos del socio de transporte.
Tras una búsqueda exhaustiva, nuestro cliente encontró en Impact Indicator 2 un socio con la misma pasión por el servicio al cliente y la tecnología de la cadena de suministro. Los siguientes temas incluyen consejos básicos y puntos clave para el envío seguro de chips semiconductores y obleas de silicio.
Los semiconductores , también conocidos como circuitos integrados (CI) o microchips, se fabrican a partir de elementos puros como el silicio o el germanio, o de compuestos como el arseniuro de galio. Se añaden pequeñas cantidades de impurezas a estos elementos puros mediante un proceso denominado dopaje, lo que provoca grandes cambios en la conductividad del material.
Entre el conductor y el aislante se encuentra una sustancia semiconductora. Esta regula y gestiona el flujo de corriente eléctrica en dispositivos y equipos electrónicos. Por ello, se ha convertido en un componente habitual de los chips electrónicos utilizados en ordenadores y en una amplia gama de dispositivos electrónicos, incluyendo el almacenamiento de estado sólido.
La industria de semiconductores es el conjunto de empresas dedicadas al diseño y fabricación de semiconductores y dispositivos semiconductores, como transistores y circuitos integrados; esta es la sencilla cadena de producción vertical.
Los productos de front-end permiten la fabricación, el transporte y el procesamiento automatizados de obleas de semiconductores, a la vez que proporcionan un alto nivel de protección mecánica y física. Los soportes de transporte y manipulación, los casetes de proceso utilizados en la fabricación de obleas de semiconductores y los entornos de almacenamiento para obleas terminadas y en proceso ("WIP") son ejemplos de productos de front-end.
Los productos de procesamiento posterior facilitan la manipulación y el traslado de obleas terminadas, la fabricación de circuitos integrados empaquetados y el transporte de circuitos integrados y componentes electrónicos terminados a los fabricantes de subensamblaje y ensamblaje final del sistema. Mantener la integridad física y funcional de las obleas terminadas, los circuitos integrados frágiles y otros componentes electrónicos es fundamental para garantizar el correcto funcionamiento de los sistemas electrónicos.
La capacidad de los productos de la parte posterior del sistema para interactuar de forma fiable y constante con equipos de ensamblaje automatizados de alta velocidad y equipos SMT mejora el rendimiento de la producción y la eficiencia de la fabricación.
Los productos finales, como las unidades de disco magnético para aplicaciones informáticas y de consumo, y los productos de imagen, permiten el ensamblaje automatizado de sistemas electrónicos. Estas aplicaciones son altamente sensibles a la contaminación iónica, química y por partículas. Los sustratos de disco, los soportes de almacenamiento y las bandejas de automatización son ejemplos de productos finales.
La mayoría de los semiconductores están compuestos de cristales formados por diversos materiales. Para comprender mejor el funcionamiento de los semiconductores, es fundamental entender los átomos y cómo se organizan los electrones dentro de ellos. Dentro de un átomo, los electrones se organizan en capas llamadas capas electrónicas. La capa de valencia es la capa más externa del átomo.
Los electrones de esta capa de valencia son los que forman enlaces con los átomos vecinos. Estos enlaces se denominan enlaces covalentes. La capa de valencia de la mayoría de los conductores contiene un solo electrón. En cambio, los semiconductores suelen tener cuatro electrones en su capa de valencia.
Si los átomos cercanos tienen la misma valencia, los electrones pueden unirse a los electrones de valencia de otros átomos. Cuando esto ocurre, los átomos se organizan en estructuras cristalinas. La mayoría de los semiconductores están hechos de dichos cristales, principalmente cristales de silicio.
Los semiconductores se utilizan en productos cotidianos como ordenadores, televisores, teléfonos inteligentes, telecomunicaciones, electrodomésticos, transporte, banca e incluso equipos de diagnóstico médico .
Estos chips regulan y controlan el flujo de electricidad a través de dispositivos y equipos electrónicos. Por ello, son componentes muy utilizados en chips electrónicos empleados en el almacenamiento de estado sólido, así como en componentes informáticos y otros dispositivos electrónicos.
Parecen tener la potencia suficiente para resolver problemas grandes y pequeños en nuestra vida y brindarnos comodidad, pero son extremadamente frágiles y se dañan con facilidad. La oblea debe tener pocos o ningún defecto para ser útil.
En lugar de enviar obleas unidas que requieren ser separadas, obleas delgadas y delicadas, procedentes de diversos procesos de fabricación en instalaciones de todo el mundo, deben ser entregadas en una única ubicación.
Una propiedad del material es la facilidad con la que se rompen las obleas de silicio. Son frágiles y se rompen con facilidad, pero no se deshacen al manipularlas. Nunca deben manipularse con las manos desnudas, ya que la sal del sudor penetra en la oblea y la vuelve ineficaz.
Las enormes pérdidas ocasionadas por una oblea de silicio dañada son incalculables. Esto exige un programa de logística inversa, que implica costes de entrega y retrasos para los fabricantes de chips y sus clientes, sobre todo durante la escasez mundial de semiconductores . Una prolongada escasez de chips podría retrasar el lanzamiento de estos nuevos productos, además de incrementar su precio. El gasto en transporte aumentó un 23 % entre 2020 y 2021, y muchos expertos del sector prevén que esta cifra siga creciendo.
Ninguna empresa de alta tecnología expondría deliberadamente un envío a daños durante el transporte, pero muchas ni siquiera toman las precauciones más básicas para evitarlos. Esto puede incluir una revisión periódica de las prácticas de embalaje, así como del historial de protección de envíos del socio de transporte.
Cuantas más veces se cargue y descargue un envío, mayor será la probabilidad de que sufra daños. Un envío puede caerse en algún momento, recargarse de forma que se ignoren las advertencias de manipulación especial en las etiquetas o someterse a cualquier otro tipo de movimiento que pueda dañarlo. Esto es especialmente cierto cuando un envío se transfiere de una empresa de transporte a otra, ya que cada una puede tener protocolos diferentes o no priorizar la prevención de daños.
Utilizar un proveedor logístico que garantice un servicio continuo es una forma evidente de reducir el riesgo de daños. Busque un proveedor con una amplia red que permita el acceso completo a las regiones donde se entregarán sus envíos.
Las cajas de obleas se clasifican en varios tipos.
Son los siguientes:
Su función es mantener las obleas seguras y protegidas. Además, todas ofrecen un rendimiento excelente en caso de accidentes menores.
Esto significa que el factor más importante a considerar al determinar el cuidado que una empresa de logística pone en el envío seguro es el embalaje secundario (es decir, los materiales que protegen la caja de la oblea, que normalmente incluye cajas de envío y, en algunos casos, un revestimiento).
Los investigadores probaron todas las cajas de envío mencionadas anteriormente, dejando caer cajas llenas de obleas para determinar su fragilidad: incluso cuando se dejaron caer desde aproximadamente 120 cm con una fuerza de impacto de 150 g, algunas obleas permanecieron intactas.
De igual modo, las obleas dañadas no se concentraron en un solo lugar. Si las obleas de un mismo grupo se hubieran dañado, esto implicaría que las cajas tenían zonas vulnerables donde las obleas no estaban tan bien protegidas. Esto, por otro lado, indica que el embalaje absorbió la mayor fuerza posible. Además, con una fuerza de impacto de 150 g, el daño se vuelve grave. Es probable que muchas obleas se agrieten en este punto.
Un perito en transporte de mercancías afirma que, adoptando un enfoque exhaustivo del transporte y la mitigación de daños, se puede reducir el daño en aproximadamente el 50% de los artículos.
Los fabricantes de semiconductores pueden beneficiarse enormemente del uso de indicadores para rastrear todo el proceso de transporte de sus productos. El monitoreo de indicadores resulta beneficioso en una amplia gama de industrias. Un buen ejemplo es el transporte de materiales y equipos para semiconductores.
Los indicadores externos al embalaje sirven como elemento disuasorio visible para transportistas y personal que manipulan incorrectamente los paquetes. Dado que estos indicadores proporcionan evidencia inequívoca de un incidente, pueden incentivar las inspecciones de productos, detectando daños ocultos y evitando que los artículos dañados lleguen a los estantes.
Los indicadores sencillos permiten determinar si un impacto o una desviación de temperatura son peligrosos. Los indicadores de impacto se activan a niveles predefinidos y registran caídas o golpes potencialmente peligrosos. Los indicadores de temperatura, en cambio, se activan cuando las temperaturas son excesivamente altas o bajas.
El agua no solo conduce la electricidad, sino que también puede contener minerales e impurezas disueltas que pueden dañar los semiconductores mucho después de que se haya secado. Las temperaturas extremas y los cambios bruscos de temperatura también representan un problema.
Un indicador de impacto se utiliza comúnmente para controlar la calidad de las materias primas, los productos semielaborados y los productos terminados durante el almacenamiento y el transporte, para detectar rápidamente los productos potencialmente dañados y para reducir el riesgo de producción adicional y mal funcionamiento.
Tras la deliberación, el cliente aceptó el Indicador de Impacto 2 a modo de prueba para proteger los delicados, sofisticados y costosos chips semiconductores y obleas de silicio contra daños durante el transporte. Se adoptó el uso de indicadores en los productos más valiosos para iniciar su seguimiento y monitorización.
El Indicador de Impacto 2 es tan visible que los manipuladores pueden detectarlo y tratar los artículos con el cuidado adecuado, como en un servicio de entrega premium . Dado que la mayoría de los agentes de transporte en todo el mundo están familiarizados con el monitoreo de indicadores, saben cómo utilizarlos con extrema precaución. Básicamente, han establecido el siguiente procedimiento operativo estándar.
(1) Antes de mover o manipular el envío, asegúrese de que el Indicador de Impacto 2 esté apagado y tome una foto como prueba. De esta forma, podrían evitar asumir la responsabilidad por las acciones de otros y realizar acusaciones falsas.
(2) Una vez que comiencen a manipular la mercancía, extremarán las precauciones, ya que son conscientes de que el envío está siendo monitoreado y que una manipulación incorrecta es inaceptable. El indicador de impacto disuade visualmente a los manipuladores.
(3) Debido a que los indicadores no se pueden restablecer y son a prueba de manipulaciones, el manipulador debe hacer una anotación, anotar la fecha y hora, y firmar el documento después de que ocurra un choque.
El indicador de impacto detecta si se produce un golpe durante el transporte, lo que permite a nuestros clientes evitar el uso de un dispositivo terminado con daños ocultos que pone en riesgo a todos los usuarios.
Los clientes no pueden creer que este indicador mejore los problemas de daños en los envíos. Implementan sus medidas en los envíos posteriores. Desde 2021, la tasa de daños se ha reducido a menos del 8%, según las estadísticas.
Según MMAAZZ Technology de Canadá, el indicador de monitoreo debe colocarse con precisión en el paquete; de lo contrario, los valores serán inexactos. Además, algunos sensores "solo ofrecen lecturas óptimas con ciertos ángulos de aplicación de fuerza...".
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