Por que estamos substituindo o ar forçado pelo aquecimento por infravermelhos nas salas limpas
Quando se trabalha com processamento de semicondutores, tudo se resume a uma coisa: tempo. Mais precisamente, quanto tempo é desperdiçado nesse processo.
A maioria de nós já teve que lidar com os problemas relacionados ao processo de cura, secagem ou cozimento dos componentes. É preciso esperar que os equipamentos façam seu trabalho. Geralmente, é aí que ocorrem os gargalos no processo.
Os problemas do aquecimento do ar
Pense em um forno convencional que utiliza ar forçado. Você aquece o ar, na esperança de que ele aqueça o componente. É um processo lento. Há um atraso, uma espécie de “inércia térmica”, que acaba consumindo muito tempo.
Em uma sala limpa, não dá para aumentar a velocidade dos ventiladores ao máximo. Se você forçar demais o ar, acabará gerando partículas indesejadas. Isso significa que você não só está perdendo tempo, mas também arriscando a qualidade dos componentes produzidos. É um compromisso frustrante.
Uma maneira mais rápida de fazer isso
O aquecimento por infravermelhos é diferente. Ele não necessita de ar para funcionar. A energia é direcionada diretamente ao substrato. É praticamente um aquecimento instantâneo. Não é preciso esperar horas para que a câmara se aqueça. O calor atinge o alvo no mesmo instante em que o interruptor é acionado. Já vimos tempos de aquecimento diminuírem de horas para segundos. Isso é uma grande vantagem para o fluxo de trabalho.
Além disso, como não há ar sendo movimentado, o ambiente permanece silencioso e estável. Menos ventiladores significam menos partículas que podem se depositar nos componentes. É simplesmente mais limpo.
Outra vantagem é que é possível direcionar o calor exatamente para onde é necessário. Se o centro do substrato precisa de mais calor do que as bordas, basta mover as lâmpadas ou ajustar a potência do calor. O ar forçado não permite esse tipo de precisão. Já o infravermelho permite um controle preciso do calor.
As desvantagens (porque sempre existem algumas)
Porém, o aquecimento por infravermelhos não é a solução mágica para tudo. Ele funciona apenas se a lâmpada conseguir “enxergar” o componente. Se os componentes estiverem empilhados uns sobre os outros ou tiverem formatos complexos, haverá áreas que ficarão frias enquanto outras serão superaquecidas. É preciso ser muito inteligente ao escolher onde posicionar as lâmpadas ou usar refletores para direcionar o calor para esses cantos escondidos.
Além disso, como o aquecimento por infravermelhos é tão poderoso e rápido, é preciso ter cuidado com os controladores. Se os sensores demorarem para reagir, é possível ultrapassar a temperatura desejada. E, nesse tipo de processo, ultrapassar a temperatura geralmente significa destruir um componente caro.