¿Por qué dejamos de usar aire forzado en favor de los calentadores por infrarrojos en las salas limpias?
La mayoría de las líneas de producción de semiconductores todavía utilizan hornos con aire forzado. Es el método tradicional: se calienta el aire, y luego se espera que ese aire caliente la pieza a procesar. El problema es que esto lleva mucho tiempo. Hay un retraso enorme, lo cual desperdicia tiempo valioso.
Además, en una sala limpia, mover grandes volúmenes de aire equivale a invitar al polvo a entrar en esa área. Cuanto más aire se mueva, más partículas podrían depositarse sobre el silicio. Por eso hemos pasado a utilizar calentadores por infrarrojos. De esta manera, evitamos completamente el uso de aire.
El costo de esperar
El uso de aire forzado es lento. Hay que esperar a que toda la cavidad del horno alcance la temperatura adecuada, y luego esperar aún más tiempo para que ese calor penetre realmente en la pieza. Es algo muy tedioso.
Los calentadores por infrarrojos son diferentes. Utilizan radiación electromagnética para transferir energía directamente a la pieza a procesar. No hay necesidad de esperar a que el aire se caliente, ya que el aire no es importante en este proceso.
Vemos grandes beneficios en los procesos de curado y desgasificación. Un sistema de calentamiento por infrarrojos puede reducir los tiempos de curado en un 60% a 80%. Para un gerente de fábrica, eso representa una gran ventaja. Se pueden procesar más obleas por hora, sin necesidad de construir salas más grandes.
No es magia (hay compromisos)
Claro, los calentadores por infrarrojos no son la solución perfecta para todo. Dado que la radiación afecta primero la superficie de la pieza, puede ocurrir que solo la parte externa se cure, mientras que el interior sigue frío.
Para resolver esto, hay que elegir cuidadosamente la longitud de onda. Las ondas cortas son ideales para obtener velocidades rápidas, pero si se necesita calentar profundamente el material, se deben utilizar ondas medias. Todo depende de qué tipo de material se esté utilizando.
También está el problema del calor. Los calentadores por infrarrojos generan mucho calor. Si se instalan en un horno antiguo, hay que tener cuidado con los sistemas de enfriamiento. Si los disipadores de calor no están bien dimensionados, esos arrays de infrarrojos pueden dañar el chasis del horno.
Haciendo que funcione
La buena noticia es que cambiar a estos calentadores suele ser bastante sencillo. Basta con retirar los ventiladores, quitar los elementos antiguos e instalar las lámparas por infrarrojos.
La diferencia inmediata es la ausencia de vibraciones y turbulencias. Menos aire en movimiento significa un entorno mucho más limpio para los chips.
Se pueden extraer las piezas más rápido, y las obleas permanecen más limpias. Es simplemente una mejor forma de trabajar.