¿Por qué utilizamos la curado por infrarrojos para los semiconductores sin plomo?
Cuando se fabrican sensores MEMS, lo último que se quiere es tener un sustrato contaminado. Es necesario que el wafer esté seco y limpio. Por eso recurrimos al curado por infrarrojos. Este método elimina la humedad y los disolventes, sin necesidad de utilizar aditivos químicos complicados o catalizadores basados en plomo. Simplemente, es la energía directa la que realiza el trabajo.
¿Cómo funciona realmente la física detrás de este proceso?
Imagínese un horno convencional: calienta el aire, y el aire a su vez calienta la pieza. Es un proceso lento. El infrarrojo es diferente: las lámparas actúan directamente sobre las moléculas de agua o disolventes que se encuentran en la superficie del wafer. Utilizamos infrarrojos de onda corta para los MEMS; estos penetran rápidamente en las capas superficiales, lo que provoca una evaporación rápida. El proceso de curado es casi instantáneo. Esto es muy importante, ya que evita que la superficie se seque demasiado rápido, lo cual podría causar que los disolventes queden atrapados debajo de ella.
Cumpliendo con las normas “verdes”
La industria está pasando a utilizar materiales sin plomo y procesos más ecológicos, y esto tiene buenas razones. Los métodos tradicionales de curado térmico suelen requerir catalizadores de metales pesados para lograr temperaturas adecuadas. Con el infrarrojo, podemos prescindir de eso. Utilizamos energía lumínica para lograr la evaporación y el enlace químico. No hay emisiones de compuestos orgánicos volátiles ni aditivos tóxicos. Esto permite trabajar en un entorno limpio, sin problemas.
Las compensaciones que debe conocer
Los calentadores de infrarrojos de alta intensidad son muy potentes. La densidad de energía es enorme, lo cual es ideal para acelerar el proceso de curado. Pero hay que tener cuidado con el gradiente térmico. Si el wafer es bastante delgado, la intensidad del infrarrojo podría deformar el silicio si no se distribuye uniformemente sobre toda la superficie. Hemos descubierto que utilizando fuentes de alimentación pulsada es la mejor solución. Esto permite mantener la temperatura del sustrato dentro de un rango de 5°C. Además, no olvide los ventiladores de refrigeración y los sistemas de protección. El calor radiante puede causar problemas; si la carcasa no está bien aislada, la temperatura en la sala limpia aumentará, y los sistemas de control ambiental comenzarán a emitir alarmas. Asegúrese de que el sistema de refrigeración de su instalación pueda manejar la cantidad de energía que se utiliza.