Questões de Engenharia Química da FUNRIO Fundação de Apoio a Pesquisa, Ensino e Assistência (FUNRIO)

A cromagem ou cromação é um processo pertencente à galvanoplastia que utiliza a tecnologia de imersão em produtos químicos sobre um material. A deposição de cromo, em geral, ocorre através de eletrodeposição (processo eletrolítico de revestimento de superfícies com metais) a fim de torná-lo mais resistente à corrosão, para alterar suas características elétricas ou apenas por motivos estéticos. A parte inicial do processo de cromagem por imersão (o processo mais tradicional) consiste na preparação da peça por meio de banhos químicos controlados (lavagens, desengraxes, decapagem e ativação) capazes de remover impurezas, metais de base desgastados ou simplesmente para preparo da peça em bruto. Com isso, gera um grande volume de efluentes contendo metais pesados. Isso acarreta um impacto diretamente em custos com licenciamento ambiental, certificações de processos e tratamento de rejeitos líquidos, sólidos e gasosos. Dessa forma, a automatização do processo de cromagem em larga escala, com relação à minimização dos impactos ambientais, possibilita

• A. minimizar o volume de efluente químico gerado.
• B. diminuir os custos do licenciamento ambiental.
• C. aumento do consumo de produtos químicos.
• D. aumentar o tempo de escorrimento.
• E. utilizar solventes clorados.

Antes do uso, as lâminas de silício são limpas quimicamente para remover partículas e contaminações da superfície, assim como alguns vestígios de impurezas orgânicas, inorgânicas e metálicas. Um procedimento bastante utilizado é o SC1. Com relação a esse procedimento-padrão, uma observação é feita: a solução não deve ser fervida. Essa observação tem o seguinte objetivo:

• A. Propiciar a decomposição de H₂O₂ e a volatilização da amônia.
• B. Produzir os gases H₂ e O₂.
• C. Evitar a decomposição de H₂O₂ e a volatilização da amônia.
• D. Evitar um excessivo borbulhamento e formação de bolhas.
• E. Evitar o desperdício de energia.

Nos últimos anos, tem-se inserido continuamente a automatização na produção de Circuitos Integrados em larga escala. No caso específico do sistema de dosagem, têm sido desenvolvidos equipamentos para operacionalizar, de forma automatizada e exata, a dosagem de produtos químicos necessárias ao processo produtivo. Em razão do seu conceito de operação, o sistema de dosagem progressiva

• A. não necessita de ajuste da vazão via curso de bomba.
• B. é indicado somente para serviços de dosagem elevada (da ordem de 2.500L/h ou superiores).
• C. é indicado somente para serviços de dosagem baixa (da ordem de 0,25L/h).
• D. necessita de ajuste da vazão via curso de bomba.
• E. não permite a integração e/ou intertravamento com outras variáveis de processo.

Uma forma sistemática de limpeza, denominada limpeza acústica, utiliza um "mecanismo suave de limpeza". O processo gera ondas sonoras que vibram os materiais. Esse processo é usado mais frequentemente nas indústrias de semicondutores, porque é menos susceptível de causar danos, especialmente para aqueles materiais sensíveis que precisam ser limpos regularmente. Os tipos mais comuns dessa tecnologia são o ultrassom e o megasonic. Qual a principal diferença entre o sistema de limpeza ultrassônica e megasonic?

• A. O ultrassom utiliza frequência mais elevada.
• B. O ultrassom gera cavitação controlada.
• C. O megasonic causa efeitos de cavitação menos violentos.
• D. Ondas de ultrassom podem ser captadas pela audição humana.
• E. Quando o megasonic causa danos ao material, é indicado o ultrassom.

Um procedimento-padrão de limpeza na fabricação de Circuitos Integrados é verificar se os recipientes e materiais que serão manipulados estão limpos. Isso ocorre antes mesmo da limpeza das lâminas de silício, para evitar a contaminação. Nesse caso, ocorrem 2 (duas) etapas de limpeza desses materiais: a de pré-lavagem e a de retirada de gordura. A etapa de pré-lavagem é realizada com detergente apropriado. Outra possibilidade é que, em vez da lavagem com detergente, as vidrarias do laboratório sejam mergulhadas em uma solução denominada

• A. BOE.
• B. SPM.
• C. SC1.
• D. SC2.
• E. Água régia (HCl/HNO₃).

Difusão, na fabricação de Circuitos Integrados, refere-se à migração forçada e controlada de impurezas no substrato. O perfil de impurezas resultante, que tem papel importante no desempenho do Circuito Integrado, é afetado pela temperatura e pelo tempo de difusão. Fontes de impurezas podem ser líquidas, gasosas e sólidas e são colocadas em contato com o silício do substrato. Dentre as impurezas gasosas, as mais usadas como dopantes do tipo p e dopantes do tipo n, respectivamente, são

• A. B₂H₆ e PH₃.
• B. PH₃ e AsH₃.
• C. PH₃ e B₂H₆.
• D. BCl₃ e B₂H₆.
• E. AsH₃ e BCl₃.

O controle da limpeza e de contaminações é um fator de grande preocupação na fabricação dos dispositivos eletrônicos. Portanto, toda água utilizada no processo de limpeza-padrão deve ser deionizada e todos os produtos químicos utilizados devem ser de grau eletrônico (grau de pureza do produto em %). Dessa forma, a água deionizada é um produto químico muito importante usado na limpeza da lâmina e durante todo o processo de fabricação da microeletrônica. O monitoramento da limpeza com água deionizada, entre as lavagens das lâminas de silício, ocorre avaliando

• A. a coloração da água.
• B. o odor da água.
• C. a resistividade da água.
• D. o paladar da água.
• E. a vaporização da água.

Depois que o substrato exposto é processado, o fotorresiste é removido da superfície, deixando uma janela no dióxido de silício. Para a remoção do fotorresiste, utiliza-se tradicionalmente uma série de processos químicos secos ou em soluções líquidas nos strippers (processos de remover completamente o resiste), que fazem com que o resiste inche e perca sua adesão do substrato. Dentre os compostos de remoção completa de fotorresiste, qual o que tem o mecanismo de quebra de ligações e dissolução?

• A. Oxigênio (por plasma).
• B. Acetona.
• C. Orgânicos aminos.
• D. H₂O₂.
• E. Água deionizada.

O processo químico de forma seca, através da remoção por plasma, pode ser realizado por meio da utilização de plasma de oxigênio, onde ocorre a oxidação do resiste, removendo-o da superfície. As remoções de resistes por meio de soluções líquidas são também usadas e preferidas nos processos de front end of the line (processo de fabricação frontal e de linha do Circuito Integrado), onde a superfície e o estreito canal de condução (fonte e dreno) do circuito são

• A. sensíveis e vulneráveis aos danos causados pelo processo de remoção por plasma.
• B. sensíveis à oxidação.
• C. destruídas pela dissolução.
• D. sensíveis e vulneráveis aos danos causados pelo processo de ultrassom.
• E. resistentes à oxidação em vácuo.

Cérebro dos sistemas e equipamentos eletrônicos, os chips, semicondutores de silício, são constantemente aperfeiçoados, ganhando cada vez mais precisão, com peças menores e mais eficientes. Isso significa também o surgimento de uma preocupação obsessiva com a limpeza. Qualquer infinitesimal partícula de sal ou de contaminantes orgânicos remanescentes na água pode provocar passagem de corrente elétrica e consequentes curtos-circuitos entre os trilhos condutivos do chip, danificando os sofisticados equipamentos. Quanto menor for a distância entre os trilhos, o que se traduz por maior capacidade de transmitir informações, maior será a necessidade de ultrapurificar a água. Dentre os tratamentos usuais para a obtenção de água ultrapura, pode-se destacar o seguinte tratamento terciário:

• A. flotação.
• B. processos de lodos ativados.
• C. decantação.
• D. lagoas de estabilização.
• E. troca iônica.