Por que estamos passando para o uso de radiação infravermelha em semicondutores sem chumbo
O mundo dos semicondutores finalmente está se modernizando. Estamos nos afastando daqueles processos de secagem que utilizam substâncias químicas prejudiciais e de sistemas baseados em chumbo. É aí que entra a tecnologia de cura por radiação infravermelha. É a solução ideal para quem deseja adotar práticas mais sustentáveis, pois elimina a necessidade de solventes voláteis e reduz o consumo de energia nas salas limpas.
Como funciona o aquecimento por radiação infravermelha
Pense em um forno convencional: ele aquece o ar, e depois é o ar que aquece o componente a ser tratado. Esse processo é lento e ineficiente.
A radiação infravermelha funciona de maneira diferente. Ela utiliza radiação eletromagnética para enviar energia diretamente à superfície do wafer. Assim, não precisamos gastar muita energia para aquecer uma estrutura metálica cheia de ar; basta atingir diretamente o substrato.
Isso faz com que o tempo de cura seja extremamente rápido. E quando se lida com resistentes fotográficos sensíveis ou pastas de solda sem chumbo – materiais que exigem uma temperatura precisa – essa velocidade é essencial.
A distância ideal entre a lâmpada e o wafer
Aqui está o problema para os engenheiros: é preciso encontrar a distância correta entre a lâmpada infravermelha e o wafer.
Se a lâmpada estiver muito perto, haverá pontos quentes, o que causará deformações no wafer. Se estiver muito longe, o fluxo de calor diminuirá, reduzindo a eficiência do processo.
Geralmente, ajustamos essa distância com base na frequência da luz. As ondas de baixa frequência são ótimas para curar a superfície, enquanto as ondas de média frequência penetram mais profundamente no wafer. Trata-se de equilibrar a intensidade da luz com a massa térmica do wafer. Lâmpadas de alta intensidade são rápidas, mas é necessário ter um sistema de controle preciso para evitar que a temperatura ultrapasse os limites desejados, danificando o wafer.
As desvantagens (pois sempre há desvantagens)
Passar para o uso de radiação infravermelha economiza bastante energia no processo de cura, mas transfere esse calor para outro lugar: o sistema de resfriamento.
Como essas lâmpadas geram muito calor em um pequeno espaço, o gabinete da máquina precisa ser projetado para suportar esse calor. Se os ventiladores ou os sistemas de resfriamento não forem eficazes, os elétrons das lâmpadas começarão a falhar mais rapidamente do que o esperado.
É um trade-off: economizamos energia no processo em si, mas precisamos investir mais esforços no controle do calor ao redor da máquina. Mesmo assim, é um preço valioso a pagar para eliminar o uso de chumbo e produtos químicos.