Como obter um processo de cura sem chumbo com uso de aquecedores a IR em vácuo
Vemos uma grande mudança na maneira como os semicondutores são secos e curados. Todos estão buscando padrões que não envolvam o uso de chumbo e que sejam mais sustentáveis – o que é ótimo. Mas isso muda as regras relativas ao uso do calor. É por isso que optamos por aquecedores a IR em câmaras de vácuo. Eles permitem que eliminemos esses solventes desnecessários e reduzimos significativamente a emissão de carbono ao longo todo o processo.
A física por trás disso é realmente interessante.
Em um ambiente de vácuo, não há ar para transferir calor. Não há convecção. Tudo acontece por meio de radiação. Nós configuramos esses aquecedores para emitirem radiação infravermelha de onda curta, que chega diretamente ao substrato.
Pense nisso da seguinte maneira: em um forno normal, existe um “cobertor” de ar que retarda o processo de aquecimento. Em um ambiente de vácuo, esse “cobertor” não existe. O calor não perde tempo aquecendo as paredes da câmara – ele vai direto para onde precisa ir. O processo de aquecimento é muito rápido.
Ajustar o calor ao material
Os soldantes e resinas sem chumbo são bastante exigentes. Se você errar no controle da temperatura, pode causar estresse térmico ou “liberação de gases”, o que é um problema grave para o controle de qualidade.
O segredo está em ajustar a frequência da radiação infravermelha de acordo com o tipo de fotoresistente ou adesivo utilizado. É como sintonizar um rádio na frequência correta. Assim, o material é completamente curado, sem que sua superfície seja danificada. Isso faz com que aqueles métodos antigos de aquecimento, que consomem muita energia, pareçam obsoletos.
O equilíbrio necessário
Mas não é tudo mágica. A radiação infravermelha de alta intensidade gera muito calor em um espaço pequeno, e isso traz desafios. É preciso ter cuidado com a potência utilizada. Se você aplicar muita energia em um wafer fino, sem planejamento, você pode danificar o material. É preciso encontrar um equilíbrio entre a energia aplicada e a massa térmica do substrato. Além disso, é necessário um sistema de resfriamento capaz de lidar com todo o calor gerado após o processo terminar. Caso contrário, você só estará criando problemas.
Qual é a vantagem disso?
A maior vantagem é o tempo. Podemos reduzir os ciclos de cura de horas para minutos. Isso melhora muito a eficiência do processo. Você evita desperdiçar eletricidade e não precisa mais depender de químicos tóxicos para acelerar o processo. Para quem quer atingir as rigorosas especificações dos materiais sem chumbo atuais, essa é definitivamente uma maneira melhor de trabalhar.