Existem diversos tipos de sistemas de filtração e microfiltração usados na indústria de microeletrônicos. E são vários tipos de fluidos utilizados também: desde água ultrapura, solventes ácidos e alcalinos fortes, gases estéreis, salas limpas com controles de partículas e microbiológicos até vapores e fluidos com altas temperaturas. "Em todos esses processos, o passo a passo dos sistemas baseia-se que as primeiras etapas retêm as partículas e/ou micropartículas sólidas e os filtros finais retêm os microrganismos vivos ou mortos, pois os fragmentos celulares destes microrganismos são contaminantes nos processos de fabricação de microcomponentes eletrônicos" – explica Rogério Jardini, engenheiro químico especializado em filtração industrial e residencial.

Os avanços em filtração e microfiltração atendem às diversas exigências de trabalho. "São produtos desenvolvidos para suportar as condições agressivas de uso destes processos, seja com bases e ácidos fortes, temperaturas elevadas e ausência de contaminantes e microrganismos" – salienta Jardini.

 

 

Quanto à qualidade do ar, o processo de filtragem de particulado na indústria microeletrônica se assemelha muito com o da indústria farmacêutica. Hairton Oliveira, engenheiro de aplicação sênior do Filtration Group/LAG divisão filtração da Parker Hannifin, enfatiza que o projeto do sistema de ar condicionado deve prever os controles de velocidade, pressão, temperatura e umidade, além de usar estágios de filtragem para os particulados. Inicia-se para ar externo com classes G ou M e segue para a filtração intermediária classe F (conf. EN779:2012), até o filtro final Hepa ou Ulpa (EN1822:2009), que vai desde H-13 até U-16, dependendo do grau de pureza do ar exigido pelo produto.

 

 

 

Em alguns projetos de filtragem de particulado, segundo ele, o layout permite a instalação de forros filtrantes com vedação em gel. "Este gel deve ser apropriado para esta aplicação, pois alguns tipos, em contato com o ar, produzem gases nocivos aos componentes" – alerta.

 

 

"As soluções de filtração e microfiltração de líquidos e gases melhoram muito o desempenho dos processos e reduzem os custos totais, evitando reprocesso e/ou perda de produção" – ressalta Jardini. Em suas vantagens, destaca-se a padronização destes componentes microeletrônicos manufaturados, de maior capacidade e de menor tamanho, gerando produtos com maior e melhor resoluções em suas inúmeras aplicações. 

Entre estes produtos, estão: as células fotovoltaicas, semicondutores, memórias, fibras óticas, monitores avançados, tintas de impressão, processos de fotolitografia e circuitos integrados. "Eles controlam quase todos os equipamentos e máquinas em uso rotineiro atualmente, que não existiriam sem o uso das sofisticadas tecnologias de purificação" – observa Rogério Jardini.

 

 

Como os componentes ficam cada vez menores, existem riscos de contaminação. São precisos procedimentos nas filtragens e microfiltragens para evitá-la e alcançar integridade nos processos. "O grande desafio deste mercado é a busca contínua por melhoria de qualidade nos processos de filtração e microfiltração para mitigar os riscos de uma contaminação, seja por partículas, micropartículas ou microrganismos" – salienta Jardini. Além disso, o controle dos processos de filtração e microfiltração ajuda muito para evitar e alcançar a integridade nos processos.

A qualidade do ar em ambiente fabril é extremamente necessária. A fabricação de microeletrônicos exige ambientes chamados salas limpas porque algumas partículas perdidas ou em suspensão podem ter consequências terríveis na produtividade. "Os padrões de qualidade são altíssimos e os requisitos de procedimentos tendem a aumentar à medida que os avanços tecnológicos continuam a reduzir o tamanho dos componentes microeletrônicos enquanto aumentam a produção. Portanto, a qualidade do ar neste tipo de ambiente é fundamental, tanto para evitar a contaminação molecular (gases) quanto a particulada" – avalia Oliveira.

Mercado embrionário

O setor de filtragem e microfiltragem em microeletrônica precisa estar preparado para atender toda a demanda das inovações tecnológicas nos equipamentos e materiais que invadem o mercado. "O mercado mundial cresce, mas o mercado brasileiro de microfiltragem ainda é embrionário, quando comparado com o dos EUA e Japão, com suas inovações tecnológicas em todas as áreas, produtos macroeletrônicos com componentes microeletrônicos" – explica Jardini. 

Oliveira também diz que não há muitas instalações de microeletrônica no Brasil. "A maioria que está aqui já veio com projetos e equipamentos de outros países e sofre com a concorrência internacional, pois o custo de produção é muito alto" – afirma.

Por outro lado, além do mercado brasileiro dispor de empresas globais de alta tecnologia fabricantes de filtros, conta, localmente, com projetistas e instaladores experientes e atualizados. "Nossa expertise local vem do cuidado em projetar e construir salas limpas de alta performance para a indústria farmacêutica na produção de medicamentos e vacinas, para a indústria de semicondutores, chips e circuitos integrados e para a indústria nuclear. Todas com alto nível de segurança" – ressalta Oliveira. 

 

Perspectivas com IoT

Nos próximos anos, é previsto um alto volume de Internet das Coisas (IoT), o que significa que os microeletrônicos representariam um grande volume para a escala de produção, que viabilizaria a indústria num futuro bem próximo. "Porém, não é o que vivemos atualmente. Concorrendo com mercados que produzem em escala, e o ambiente de filtragem cada vez mais exigente, a produção é mais cara, tirando nossa competitividade em microeletrônicos no mercado" – avalia Oliveira.

 

Neste tipo de instalação, o item energia é alto, com filtros mais fechados e eficientes que exigem mais dos sistemas de movimentação e tratamento de ar para vencê-los. "Com o objetivo de reduzir os custos de produção de microeletrônicos, nossos filtros de ar são desenvolvidos para resultar em baixíssima resistência ao ar – perda de carga – e longa vida útil, mantendo alto índice de eficiência. Como resultado, temos a Eficiência Energética, e o melhor TCO, custo total de propriedade" – diz Oliveira. 

Hoje, os fabricantes de filtros de ar devem procurar atender a esta demanda. "Com a aplicação de tecnologia de filtragem, no meio filtrante e no design do filtro, para reduzir os custos de produção e o custo total de propriedade. Não necessariamente serão os filtros mais baratos, mas possibilitarão um payback a curto prazo, levando em conta o ciclo de vida monitorado por perda de carga indicativa para a troca" – analisa o engenheiro de aplicação sênior da Parker.

Na opinião dele, o cliente moderno precisa reduzir o custo de sua produção e o estoque dos filtros de ar, além de ter disponibilidade do seu equipamento. "Mas, para isso, cabe a nós ter o produto certo e saber apresentar e ofertar produtos de alta performance. Não o mais barato, mas aquele que não tirará o seu sono" – conclui. 

 

 

Parker Hannifin: www.parker.com.br

Rogério Jardini: rflcursoseservicos@gmail.com