Como controlar a temperatura em uma câmara de vácuo
Se você está construindo uma fábrica inteligente para a Indústria 4.0, provavelmente percebeu que os sistemas de aquecimento analógicos tradicionais já não são suficientes. É necessário ter dados precisos sobre o que acontece dentro da câmara.
O desafio é que, no vácuo, não se pode contar com o ar para transmitir calor. A convecção não existe mais. Por isso, recorremos à radiação infravermelha. É a única maneira de enviar energia diretamente ao substrato, sem precisar de um meio intermediário.
Tornando o aquecimento “digital”
Para que sua linha de produção funcione corretamente em conjunto com os controladores PLC, os elementos de aquecimento precisam trabalhar bem com os controladores de energia.
Usamos lâmpadas de infravermelho de onda curta por um motivo simples: elas são rápidas. Reagem quase que imediatamente quando a tensão é alterada. Ao combiná-las com pirômetros em um sistema em loop fechado, as suposições deixam de ser necessárias. Não há mais necessidade de esperar para ver como o processo funciona. Você pode acompanhar o perfil térmico em tempo real.
Os desafios do trabalho em vácuo
O problema ao trabalhar em vácuo é que o calor não tem para onde ir. Se você colocar um sistema de alta potência lá dentro sem pensar no layout, as paredes da câmara serão danificadas. Passamos muito tempo preocupados com a emissividade das camadas que revestem as lâmpadas. O objetivo é garantir que a energia atinja o wafer, e não a estrutura da câmara.
Além disso, é preciso encontrar um equilíbrio entre a densidade de energia. Claro, um arranjo de alta densidade acelera o processo, mas isso exerce uma grande pressão sobre o fornecimento de energia e os sistemas de resfriamento. Se o resfriamento não for eficaz, os pontos de temperatura começarão a variar, e você estará de volta ao ponto de partida.
Indo além do modelo “defina e esqueça”
A digitalização é, na verdade, apenas uma maneira sofisticada de dizer que acabamos com os cronômetros tradicionais. Com sistemas de infravermelho modulados, é possível rastrear cada centelha de energia enviada para cada lote produzido. Isso permite um controle de qualidade muito mais preciso.
Projetamos esses sistemas para substituir os antigos aquecedores resistivos. Eles ocupam menos espaço e são muito mais rápidos. Mas o verdadeiro benefício é que se obtêm tolerâncias mais precisas e um histórico térmico detalhado de cada peça que passa pela câmara. Assim, você realmente sabe o que aconteceu com seu produto.