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Se rumorea que Apple traerá pantallas OLED al iPad Pro para 2024, producidas utilizando una técnica llamada grabado en seco para garantizar que las pantallas permanezcan lo más delgadas posible. Desafortunadamente, esto probablemente también hará que estos iPads sean más caros. Aquí porque.
Si el informe sobre los modelos iPad Pro OLED se toma literalmente, podría significar que Samsung será un fabricante responsable de producir las pantallas. La compañía suministró paneles OLED para el iPhone 12 y el iPhone 13. Sin embargo, el informe no proporcionó ninguna otra fuente que no sea “Apple confirma”.
El grabado en seco no es nuevo. La Oficina de Patentes de los Estados Unidos otorgó una patente a Samsung en 2004 para una máquina de grabado en seco.
La patente describe una cámara de vacío donde se realiza el grabado, un “mandril” que sujeta el sustrato y otra pieza denominada “placa deflectora” que encierra el mandril y descarga los productos utilizados para el grabado. No se sabe si Samsung todavía usa este aparato en particular, pero se necesitan cámaras de vacío durante el proceso de grabado en seco debido al plasma.
Tipos de grabado
Samsung describe el grabado húmedo como barato, rápido y simple. Las obleas de grabado en seco son más precisas y menos propensas a la contaminación, pero son caras y complejas. Por lo tanto, si Samsung usa este método para producir pantallas OLED, podría aumentar el precio del iPad.
El grabado es un proceso que elimina el material no deseado de una oblea, también conocido como “rebanada” o “sustrato”. Las obleas están hechas de material semiconductor como el silicio cristalino y se utilizan en la fabricación de circuitos integrados y células solares.
El grabado en seco utiliza productos químicos gaseosos o plasma para eliminar materiales de una oblea, mientras que el grabado en húmedo utiliza productos químicos líquidos, como disolventes y ácidos. Ambos métodos tienen ventajas y desventajas.
grabado húmedo
Una oblea se sumerge en ciertos productos químicos durante el grabado húmedo, dependiendo de su material. Por ejemplo, el ácido fluorhídrico tamponado se usa comúnmente con obleas de silicio.
Como cualquier proceso de fabricación, hay flujos de residuos. El ácido fluorhídrico y los materiales disueltos en la escorrentía de producción deben eliminarse adecuadamente para evitar la contaminación del agua. Además, el solvente puede eliminar más material de la oblea de lo ideal.
Comparación de grabado húmedo y grabado seco
En el cuadro de Samsung, “Grabado bajo PR” que se encuentra bajo grabado húmedo se refiere a la fotorresistencia, un material sensible a la luz que cambia sus propiedades durante la litografía fotográfica. El resultado es un circuito intrincado en el transistor de película delgada (TFT) al que se aplica la pantalla.
Samsung y otros fabricantes utilizan el grabado en húmedo para el suministro OLED existente de Apple para iPhone.
Grabado en seco
Una alternativa de fabricación es el grabado en seco, que es más preciso y puede eliminar materiales de sustrato en diferentes formas que el grabado en húmedo.
El grabado en seco se usa comúnmente en procesos de integración a gran escala (VLSI) que producen circuitos integrados. Existen algunos métodos de grabado en seco, como el grabado radial isotrópico, el grabado de iones reactivos, el grabado por pulverización y el fresado de iones. Las complejidades de cada uno están más allá del alcance de este artículo y difieren según cómo el proceso elimina los materiales semiconductores de la oblea.
Todas las variantes de los procesos de grabado en seco utilizan plasma, por lo que el grabado en seco suele denominarse grabado con plasma. El fresado de iones y el grabado por aspersión utilizan un haz de iones para expulsar físicamente o vaporizar el material.
El artículo de Samsung describe el grabado con plasma, en el que se inyecta gas en la cámara de vacío que contiene las obleas y se alimenta para convertirse en plasma. Luego, los iones que obtienen una alta energía cinética se irradian sobre la oblea para eliminar el material semiconductor.
Una oblea y sus circuitos antes, durante y después del grabado
En ambos tipos de grabado, la fotorresistencia actúa como una película protectora para la configuración del circuito durante el proceso de grabado. Después del grabado, solo las capas recubiertas de PR permanecen en el sustrato de vidrio para usar como circuito. Se eliminan todos los demás materiales.
Producción
Aunque el grabado en seco no es del todo nuevo, actualmente no se usa mucho.
En 2021, Gerald Yin, presidente de la empresa china de equipos de semiconductores AMEC, dijo que el equipo de grabado por plasma de la empresa se estaba utilizando en la fabricación de chips de 5 nm de un cliente.
AMEC no reveló el cliente, pero en ese momento los únicos capaces de producir en masa a 5nm eran TSMC y Samsung, dos compañías que servían como fabricantes para Apple. En junio de 2022, TSMC publicó una lista de trabajos para un “Gerente de ingeniería de procesos de grabado en seco” en su fábrica de 5nm en Arizona.
La patente de Samsung establece que un aparato de grabado en seco que utiliza plasma es adecuado para hacer circuitos con un ancho de 0,15 micrómetros o menos. La empresa concluye que el grabado en seco es el método preferido para las pantallas de alta resolución.
Es probable que la cadena de suministro de Apple continúe utilizando el proceso de grabado en húmedo para el iPhone y el Apple Watch. Es una solución más económica que produce una pantalla aún más liviana que una pantalla LED de mayor calidad, a un precio relativamente bajo.
El grabado en seco es un mejor producto con una gran pantalla OLED. El proceso cuesta más, pero su precisión es beneficiosa para estas pantallas grandes donde el peso es un factor.
