La diversidad de procesos y productos dentro de la industria de microelectrónica y semiconductores es inmensa. El enfoque de la discusión sobre salud y seguridad ocupacional en este capítulo se centra en la producción de circuitos integrados (IC) de semiconductores (tanto en productos a base de silicio como en compuestos de valencia III-V), producción de placas de cableado impreso (PWB), placas de circuito impreso (PCB) montaje y montaje de computadoras.
La industria se compone de numerosos segmentos importantes. La Asociación de la Industria Electrónica utiliza la siguiente delineación al informar datos sobre tendencias, ventas y empleo pertinentes dentro de la industria:
- componentes electrónicos
- la electrónica de consumo
- telecomunicaciones
- comunicaciones de defensa
- computadoras y equipos periféricos
- electrónica industrial
- electrónica médica.
Los componentes electrónicos incluyen tubos de electrones (p. ej., tubos receptores, de propósito especial y de televisión), productos de estado sólido (p. ej., transistores, diodos, circuitos integrados, diodos emisores de luz (LED) y pantallas de cristal líquido (LCD)) y pasivos y otros componentes (por ejemplo, condensadores, resistencias, bobinas, transformadores e interruptores).
Los productos electrónicos de consumo incluyen televisores y otros productos de audio y video para el hogar y portátiles, así como equipos de información tales como computadoras personales, máquinas de transmisión de facsímil y contestadores telefónicos. El hardware y el software de juegos electrónicos, los sistemas de seguridad para el hogar, los casetes de audio y video y los disquetes vírgenes, los accesorios electrónicos y las baterías primarias totales también se incluyen en el encabezado de productos electrónicos de consumo.
Además de las computadoras especializadas y de uso general, las computadoras y los equipos periféricos incluyen equipos auxiliares de almacenamiento, equipos de entrada/salida (p. ej., teclados, ratones, dispositivos ópticos de escaneo e impresoras), terminales, etc. Si bien las telecomunicaciones, las comunicaciones de defensa y la electrónica industrial y médica utilizan parte de la misma tecnología, estos segmentos también involucran equipos especializados.
El surgimiento de la industria de la microelectrónica ha tenido un profundo impacto en la evolución y estructura de la economía mundial. El ritmo de cambio dentro de las naciones industrializadas del mundo se ha visto muy influenciado por los avances dentro de esta industria, específicamente en la evolución del circuito integrado. Este ritmo de cambio se representa gráficamente en la línea de tiempo del número de transistores por chip de circuito integrado (ver figura 1).
Figura 1. Transistores por chip de circuito integrado
La importancia económica de las ventas de semiconductores en todo el mundo es significativa. La Figura 2 es una proyección de la Asociación de la Industria de Semiconductores para las ventas de semiconductores regionales y mundiales de 1993 a 1998.
Figura 2. Pronóstico de ventas de semiconductores a nivel mundial
Las industrias de ensamblaje de circuitos integrados de semiconductores y de computadoras/electrónica son únicas en comparación con la mayoría de las demás categorías industriales en la composición relativa de su fuerza laboral de producción. El área de fabricación de semiconductores cuenta con un alto porcentaje de operarias que manejan los equipos de proceso. Las tareas relacionadas con el operador normalmente no requieren levantar objetos pesados ni un exceso de fuerza física. Además, muchas de las tareas laborales involucran habilidades motoras finas y atención a los detalles. Los trabajadores masculinos predominan en las tareas relacionadas con el mantenimiento, las funciones de ingeniería y la gestión. Una composición similar se encuentra en la porción de ensamblaje de computadoras/electrónica de este segmento industrial. Otra característica inusual de esta industria es la concentración de la fabricación en el área de Asia/Pacífico del mundo. Esto es especialmente cierto en el montaje final or back-end Procesos en la industria de los semiconductores. Este procesamiento implica el posicionamiento y la colocación del chip de circuito integrado fabricado (técnicamente conocido como troquel) en un soporte de chip y un marco de plomo. Este procesamiento requiere un posicionamiento preciso del chip, generalmente a través de un microscopio, y habilidades motoras muy finas. Nuevamente, las trabajadoras predominan en esta parte del proceso, con la mayor parte de la producción mundial concentrándose en la Cuenca del Pacífico, con altas concentraciones en Taiwán, Malasia, Tailandia, Indonesia y Filipinas, y números crecientes en China y Vietnam.
Las áreas de fabricación de circuitos integrados de semiconductores tienen varias propiedades y características inusuales exclusivas de esta industria. Es decir, el procesamiento de IC implica regímenes y requisitos de control de partículas extremadamente estrictos. Un área de fabricación de circuitos integrados moderna típica puede clasificarse como una sala limpia de Clase 1 o menos. Como método de comparación, un entorno exterior sería superior a la Clase 500,000; una habitación típica en una casa de aproximadamente Clase 100,000; y un área de ensamblaje de back-end de semiconductores de aproximadamente Clase 10,000. Alcanzar este nivel de control de partículas implica colocar al trabajador de fabricación en un lugar totalmente cerrado. trajes de conejito que cuenten con sistemas de suministro y filtración de aire para controlar los niveles de partículas generadas por los trabajadores en el área de fabricación. Los ocupantes humanos de las áreas de fabricación se consideran generadores muy potentes de partículas finas del aire que exhalan, la muda de piel y cabello, y de su ropa y zapatos. Este requisito de usar ropa confinada y aislar las rutinas de trabajo ha contribuido a que los empleados sientan que están trabajando en un ambiente de trabajo "no hospitalario". Véase la figura 3. Además, en el área fotolitográfica, el procesamiento implica exponer la oblea a una solución fotoactiva y luego modelar una imagen en la superficie de la oblea usando luz ultravioleta. Para aliviar la luz ultravioleta (UV) no deseada de esta área de procesamiento, se utilizan luces amarillas especiales (carecen del componente de longitud de onda UV que normalmente se encuentra en la iluminación interior). Estas luces amarillas ayudan a que los trabajadores sientan que están en un ambiente de trabajo diferente y posiblemente pueden tener un efecto de desorientación en algunas personas.
Figura 3. Una sala blanca de última generación
