Por que usamos cura por infravermelho para semicondutores sem chumbo
Quando se fabricam sensores MEMS, o último coisa que se quer é um substrato contaminado. É necessário que a wafer esteja seca e limpa. Por isso, recorremos à cura por infravermelho. Esse método elimina a umidade e os solventes, sem precisar de aditivos químicos ou catalisadores à base de chumbo. É simplesmente a energia de raio infravermelho que faz o trabalho pesado.
Como funciona a física por trás disso
Pense em um forno convencional: ele aquece o ar, e o ar, por sua vez, aquece a peça. Esse processo é lento. O infravermelho é diferente: as lâmpadas atingem diretamente as moléculas de água ou solventes presentes na wafer.
Para MEMS, usamos infravermelho de onda curta. Ele penetra rapidamente nas camadas superficiais da wafer, provocando uma evaporação rápida. O processo é quase instantâneo. Isso é ótimo, pois evita que a superfície seque demais e retorne solventes para baixo.
Seguindo as regras “verdes”
A indústria está se movendo em direção a produtos sem chumbo e com menor impacto ambiental, e por bons motivos. Os métodos tradicionais de cura térmica exigem catalisadores à base de metais pesados para manter a temperatura adequada. Com o infravermelho, eliminamos essa necessidade. Usamos energia luminosa para promover a evaporação e a ligação química entre as moléculas. Não há emissão de VOCs ou aditivos tóxicos. Isso permite que o processo seja realizado em ambientes limpos, sem causar problemas.
As desvantagens que você deve conhecer
Os aquecedores de infravermelho de alta intensidade são muito eficazes. A densidade de energia é enorme, o que é ótimo para acelerar o processo de secagem das peças. Mas é preciso prestar atenção ao gradiente térmico. Se a wafer for fina, ela pode se deformar se a intensidade do infravermelho não for distribuída uniformemente pela superfície. Descobrimos que usar uma fonte de alimentação pulsada é a melhor solução. Isso mantém a temperatura do substrato dentro de um intervalo de 5°C.
Outro ponto importante: não se esqueça dos ventiladores de resfriamento e dos mecanismos de proteção contra o calor. O calor radiante pode fugir. Se o compartimento onde fica a wafer não for bem isolado, a temperatura do ambiente limpo aumentará, e os alarmes de HVAC começarão a disparar. Certifique-se de que o sistema de resfriamento da sua instalação seja capaz de acompanhar a energia utilizada.