¿Por qué el calentamiento por infrarrojos en vacío es la mejor opción para los estándares de semiconductores?
El mundo de los semiconductores busca desesperadamente soluciones “sin plomo” y “ecológicas”. Pero si aún se depende de hornos convencionales, se enfrentarán a grandes problemas. Esos hornos consumen mucha energía; pasan la mitad del tiempo calentando aire que en realidad no necesita estar caliente. Peor aún, a menudo introducen contaminantes en el proceso de producción.
Los calentadores por infrarrojos compatibles con el vacío resuelven este problema. En lugar de usar el aire como intermediario, utilizan la radiación para transmitir energía directamente al material a calentar.
Cómo funciona realmente la física detrás de esto
Piénselo: en el vacío, no hay aire que pueda transportar el calor. La conducción y la convección dejan de funcionar. Aquí es donde entra en juego la radiación electromagnética. Las lámparas por infrarrojos emiten fotones que llegan directamente al sustrato y perturban las moléculas. No se pierde tiempo calentando las paredes del recipiente o el espacio vacío alrededor del componente. Se calienta directamente el wafer. Es rápido. Muy rápido. Y eso significa que se ahorra mucha energía y los componentes se procesan mucho más rápido.
El aspecto complicado: mantener todo limpio
No se puede simplemente colocar una lámpara cualquiera en una cámara de vacío esperando que funcione bien. Eso sería un desastre. Utilizamos envolturas y sellos especiales de cuarzo, diseñados específicamente para funcionar en condiciones de vacío, para evitar la liberación de sustancias volátiles orgánicas. Si los materiales no son puros, estas sustancias se liberan durante el calentamiento. En el mundo de los semiconductores, incluso unas pocas impurezas pueden arruinar todo el proceso de producción. Nadie quiere eso.
Manejar las exigencias de los materiales sin plomo
Cambiar a soldaduras y adhesivos sin plomo es complicado, ya que generalmente se requieren temperaturas más altas y rangos térmicos más estrechos. La ventaja de los calentadores por infrarrojos es que alcanzan esas temperaturas instantáneamente. No hay necesidad de esperar a que el horno se caliente. Basta con encenderlo y listo. Pero hay un detalle importante: hay que manejar bien la carga de calor. Dado que no hay aire que transporte el calor lejos del foco de calor, los sistemas de enfriamiento deben ser precisos. Si el sistema de enfriamiento por agua falla, el foco de calor se sobrecalentará rápidamente.
Es el único método realmente efectivo para lograr un secado “sin emisiones”. Se eliminan los solventes químicos y se dejan de utilizar esos enormes hornos que consumen mucha energía. Es una forma más limpia y eficiente de trabajar.