Cómo lograr el control adecuado de la temperatura en una cámara de vacío
Si está construyendo una fábrica inteligente para la Industria 4.0, seguramente se habrá dado cuenta de que los sistemas de calefacción analógicos tradicionales ya no son suficientes. Necesita datos precisos. Necesita saber exactamente qué está ocurriendo dentro de esa cámara.
¿El problema? En un ambiente de vacío, no se puede contar con el aire para transportar el calor. La convección ya no existe. Por eso recurrimos a la radiación infrarroja. Es la única forma de transmitir energía directamente al sustrato, sin necesidad de un medio intermedio.
Haciendo que el calor sea “digital”
Para que su línea de producción pueda comunicarse con sus PLCs, los elementos de calefacción deben funcionar bien en conjunto con los controladores de energía. Utilizamos lámparas de infrarrojo de onda corta por una razón sencilla: son rápidas. Reaccionan casi al instante en que se modifica la tensión. Al combinarlas con pirómetros en un sistema de bucle cerrado, desaparece la necesidad de hacer suposiciones. Ya no hay necesidad de arriesgarse durante los ciclos de calentamiento. Puede ver el perfil térmico en tiempo real.
Los desafíos del trabajo en vacío
El problema al trabajar en un ambiente de vacío es que el calor no tiene dónde ir. Si coloca un sistema de alta potencia allí sin pensar en la distribución del calor, las paredes de la cámara se dañarán. Pasamos mucho tiempo preocupándonos por la emisividad de los revestimientos de las lámparas. El objetivo es asegurarnos de que la energía llegue al wafer, y no a la carcasa de la cámara.
También hay que encontrar un equilibrio en cuanto a la densidad de energía. Claro, una matriz de alta densidad acelera el proceso, pero también exige mucho de la fuente de alimentación y del sistema de refrigeración. Si el sistema de refrigeración no es lo suficientemente eficaz, los valores de temperatura comenzarán a variar, y vuelta a empezar.
Más allá del concepto de “configurar y olvidarse”
La digitalización es, en realidad, solo una forma elegante de decir que ya no necesitamos timers. Con sistemas de infrarrojo modulados, se puede seguir cada bit de energía entregado a un lote. Eso constituye la nueva base para el control de calidad. Hemos diseñado estos sistemas para que sean sustitutos simples de esos anticuados calentadores resistivos. Ocupan menos espacio y son mucho más rápidos. Pero lo mejor es que permiten obtener tolerancias más precisas y un historial térmico detallado de cada pieza que pasa por la cámara. De esta manera, realmente sabe qué le pasó a su producto.