¿Por qué dejamos de usar hornos de convección en favor de los sistemas de curado por infrarrojos?
La mayoría de las fábricas de semiconductores están abandonando poco a poco esos viejos hornos de convección. Tiene sentido: con la presión para utilizar componentes sin plomo y la necesidad de reducir los costos energéticos, el método tradicional ya no es eficiente.
Piense en un horno convencional de aire caliente: básicamente, está pagando para calentar una caja metálica enorme y todo el aire dentro de ella, solo para calentar una pequeña pieza. Es un desperdicio.
El infrarrojo es diferente. En lugar de calentar toda la habitación, envía radiación electromagnética directamente hacia el sustrato. Es directo y rápido.
Lo interesante de este método es que el infrarrojo actúa sobre las bandas de absorción específicas del adhesivo o del fotolito. No hay necesidad de luchar contra el aire; simplemente se calienta la pieza en cuestión. Esto significa que no hay que esperar mucho tiempo a que el equipo se caliente.
Cuando se trabajan procesos sin plomo, no se puede permitir cometer errores en cuanto a la temperatura. Si hay algún desfase, se pueden formar conexiones defectuosas entre los componentes o pequeños vacíos. Al utilizar infrarrojos de onda corta, se logra una alta densidad de calor en la superficie, sin necesidad de calentar todo el circuito.
Y los ahorros energéticos… son reales.
Los sistemas de convección suelen perder calor fácilmente. En cambio, las lámparas de infrarrojos se encienden y apagan casi instantáneamente. No hay más ciclos largos y tediosos de precalentamiento. Además, al no depender de gases pesados ni de sistemas de calefacción a base de disolventes, todo queda más limpio. Es una forma mucho más sencilla de alcanzar los objetivos de sostenibilidad, ya que se utilizan menos kilovatios por wafer.
Pero, claro, no todo es perfecto. Hay compromisos que hacer. Se obtiene una velocidad increíble, pero hay que lidiar con la concentración de calor. Si el wafer no está bien centrado o la geometría de la lámpara no es precisa, se crearán puntos calientes. También hay que asegurarse de que los sistemas de enfriamiento puedan manejar el calor que refleja el sustrato. Y si la banda transportadora se mueve demasiado lentamente en comparación con la capacidad de la lámpara, se podrán dañar los bordes de los componentes.
Es un equilibrio delicado. Hay que calcular constantemente cuánta producción se puede obtener, teniendo en cuenta la precisión térmica requerida. Pero una vez que se logra ese equilibrio, todo cambia drásticamente.