¿Por qué pasamos al uso del infrarrojo para los semiconductores sin plomo?
El mundo de los semiconductores finalmente está tomando medidas para mejorar sus procesos de fabricación. Nos estamos alejando de esos procesos de secado que utilizan sustancias químicas tóxicas y de aquellos sistemas que dependen del plomo. Aquí es donde entra en juego la tecnología de curado por infrarrojos. Es la opción ideal para quienes quieren adoptar prácticas más “verdes”, ya que elimina la necesidad de usar disolventes volátiles y reduce el consumo energético en las salas limpias.
¿Cómo funciona el calentamiento por infrarrojos?
Imagínese un horno convencional: calienta el aire, y luego ese aire calienta la pieza a tratar. Es un proceso lento y poco eficiente.
El infrarrojo funciona de manera diferente: utiliza radiación electromagnética para transmitir energía directamente a la superficie de la oblea. No desperdiciamos energía intentando calentar una caja metálica llena de aire; simplemente aplicamos calor directamente sobre la oblea. Esto hace que el tiempo de calentamiento sea extremadamente rápido. Y cuando se trata de resistentes fotográficos sensibles o pastas de soldadura sin plomo, donde existe un rango muy estrecho de temperatura “ideal”, esa velocidad es crucial.
La distancia óptima
Aquí es donde surge la dificultad para los ingenieros: hay que encontrar la distancia perfecta entre la lámpara de infrarrojos y la oblea.
Si la lámpara está demasiado cerca, se generan puntos calientes y las obleas se deforman. Si está demasiado lejos, el flujo de calor disminuye y la velocidad de producción también disminuye. Por lo general, ajustamos esta distancia en función de la longitud de onda de la lámpara. Las longitudes de onda cortas son ideales para curar la superficie, mientras que las longitudes de onda medias penetran más profundamente en la oblea. En resumen, hay que equilibrar la intensidad de la lámpara con la masa térmica de la oblea. Las lámparas de alta intensidad son rápidas, pero se necesita un sistema de control preciso para evitar que la temperatura supere los límites permitidos y dañe la oblea.
Las desventajas (porque siempre hay algo negativo)
Aunque el uso del infrarrojos permite ahorrar mucha energía en el proceso de fabricación, ese calor se traslada a otro lugar: al sistema de refrigeración. Dado que estas lámparas generan mucho calor en un espacio reducido, el chasis del equipo debe estar diseñado para soportar ese calor. Si los ventiladores o los sistemas de refrigeración no son suficientemente eficaces, los electrodos de las lámparas se dañarán mucho antes de lo esperado.
Es un compromiso: se ahorra energía en el proceso de fabricación, pero se necesita más esfuerzo para gestionar el calor en torno a la máquina. Pero sigue siendo un precio justo para eliminar el plomo y las sustancias químicas utilizadas en su fabricación.