¿Por qué estamos reemplazando los hornos de aire caliente por lámparas de infrarrojos en las fábricas de semiconductores?
Si has trabajado en el procesamiento de semiconductores, sabes bien cómo funcionan los hornos de aire caliente. Hay que encenderlos, esperar… y volver a esperar. Parece que se está calentando toda la habitación solo para calentar una sola placa.
Por eso, muchos de nosotros estamos pasando a utilizar lámparas de infrarrojos certificadas. Se trata de cómo se transfiere el calor: en los hornos de aire caliente, el calor se transfiere mediante convección; primero hay que calentar el aire, luego las paredes del horno y, finalmente, la pieza a tratar. Es un proceso lento.
Las lámparas de infrarrojos son diferentes. Emiten energía radiante, sin interferir con el aire que hay entre ellas; simplemente afectan directamente al objetivo.
La frustración por el “tiempo de espera”
Los sistemas de aire forzado tienen mucha inercia térmica. En otras palabras, tardan mucho en alcanzar la temperatura deseada. Cuando se usa un horno de convección, se pierden minutos, e incluso horas, esperando a que la cámara se estabilice. En una fábrica de gran volumen, eso significa tiempo desperdiciado.
Las lámparas de infrarrojos eliminan este problema. Podemos dirigir el calor directamente hacia la banda de absorción específica del sustrato o del agente de curado. De este modo, un ciclo que antes requería horas ahora se completa en segundos o minutos. Es una gran ventaja para el flujo de trabajo.
Llevar el calor al lugar adecuado
Estas lámparas están diseñadas para ofrecer una alta densidad de calor. El problema con los hornos de aire caliente es que calientan la superficie, pero el calor llega al interior del material de manera lenta. Es como intentar derretir un filete congelado poniéndolo en una habitación caliente.
Las lámparas de infrarrojos de onda corta o media pueden penetrar en el material. Esto significa que la curación ocurre en todo el espesor del material, no solo en su superficie. Se obtiene un resultado uniforme, sin necesidad de calentar toda la máquina para completar el proceso.
La desventaja: son un poco agresivas
Las lámparas de infrarrojos no son una solución mágica. Son rápidas, pero también muy potentes. Debido a que la transferencia de energía es tan directa, es fácil superar la temperatura deseada si los controladores PID no están ajustados correctamente.
No se puede simplemente “configurar todo y olvidarse”, como se hace con los hornos de convección. Hay que ser preciso con las distancias y utilizar sensores que reaccionen rápidamente. Si no se tiene cuidado, se puede dañar la oblea.
Además, hay que asegurarse de que el sistema de refrigeración pueda manejar esos picos de calor repentinos. De lo contrario, se producirán desviaciones térmicas en los equipos cercanos. Requiere algo más de precisión, pero el tiempo ahorrado hace que valga la pena el esfuerzo.