¿Por qué detenerse en usar aire caliente? IR frente a aire forzado en las fábricas de semiconductores
Si has trabajado en el procesamiento de semiconductores, sabes bien cómo es todo esto. Es una carrera constante contra el reloj, además de una lucha interminable para mantener todo limpio.
La mayoría de las instalaciones antiguas siguen utilizando aire caliente para mantener las temperaturas estables. Ya conoces ese sistema: grandes sopladores que empujan aire caliente por toda la sala limpia, con el fin de calentar la pieza a la temperatura adecuada. Es un sistema poco eficiente. Además, la demora en calentar la pieza es un problema grave. El aire no transfiere calor de manera eficiente. Acabas perdiendo minutos esperando a que el aire se estabilice antes de poder comenzar el proceso.
Ahí es donde los rayos infrarrojos cambian las cosas.
Los rayos infrarrojos no necesitan intermediarios. No es necesario calentar el aire para calentar la pieza. En cambio, envían radiación electromagnética directamente hacia el sustrato. Es prácticamente instantáneo.
No se desperdicia energía calentando toda la sala; solo se calienta directamente la pieza. Esto convierte un proceso que tardaría minutos en segundos. Cuando se trabaja en una fábrica de gran volumen, ahorrar 30 segundos en cada ciclo significa un gran aumento en la cantidad de obleas que se pueden procesar al día.
Además, piensa en tu sala limpia. El aire forzado es un verdadero problema en términos de contaminación. Los sopladores generan polvo y los filtros se obstruyen. Pasas la mitad del tiempo luchando contra el sistema de climatización para mantener un ambiente estable.
Los rayos infrarrojos son diferentes. No hay partes móviles, ni viento, ni turbulencias. Como estas unidades ocupan poco espacio, puedes colocarlas exactamente donde sea necesario, sin afectar el flujo laminar del aire en la sala. Simplemente encajan perfectamente.
Claro, no todo es magia. Hay un compromiso que tomar en cuenta. Los rayos infrarrojos son increíblemente rápidos, pero son direccionales. No puedes “envolver” una pieza con radiación infrarroja como lo harías con un chorro de aire caliente. Si la pieza tiene formas extrañas o cavidades profundas, podrías tener zonas frías en ella.
Debes ser preciso al colocar los emisores. Si el ángulo o la distancia no son los correctos, podrías dañar la superficie de la pieza mientras su núcleo sigue estando frío. Será necesario utilizar un controlador PID preciso para evitar exceder los límites adecuados.
Se necesita un poco más de planificación al principio, pero la velocidad y la limpieza que ofrecen compensan ese esfuerzo.