Reducir las emisiones de carbono en el embalaje de chips con tecnología IR inteligente
La fabricación de semiconductores consume mucha energía. No hay duda al respecto. Si observamos las etapas de curado y secado en el embalaje de sensores, veremos que se utilizan hornos convencionales que simplemente calientan todo el interior del horno. La mayor parte de esa energía ni siquiera llega a contacto con el componente que se está procesando; solo sirve para calentar la habitación.
Es aquí donde entra en juego la tecnología infrarroja (IR). En lugar de calentar todo el interior del horno, la luz IR actúa directamente sobre el sustrato. Es un método mucho más eficiente.
Controlar la temperatura adecuadamente
Cuando se trata de obleas de silicio delicadas, no se puede simplemente someterlas a altas temperaturas. Es necesario alcanzar rápidamente la temperatura deseada para evitar estrés térmico, pero también hay que ser preciso.
Utilizamos lámparas IR de onda corta para lograr esa alta densidad de calor. El proceso es increíblemente rápido: hablamos de segundos, no minutos.
Pero el verdadero secreto radica en los sensores inteligentes integrados en las lámparas. Estos sensores monitorean la temperatura de la superficie en tiempo real y reducen la potencia de forma automática en cuanto el componente alcanza la temperatura adecuada. De este modo, no se desperdician vatios en un componente que ya está lo suficientemente caliente.
Detalles técnicos
Desde el punto de vista técnico, utilizamos envoltorios de cuarzo y filamentos halógenos. Esto permite mantener un espectro de luz uniforme y predecible.
La parte “inteligente” consiste en un sistema de retroalimentación entre el emisor de IR y el pirómetro. Esto evita el problema del “sobrecalentamiento” que suele ocurrir con los hornos controlados por PID. Con este sistema, no hay riesgo de dañar los componentes.
Sin embargo, hay algo importante a tener en cuenta: estas lámparas de alta intensidad generan mucho calor radiante. Si los ventiladores de refrigeración no son lo suficientemente eficaces, ese calor se distribuirá por todo el cuerpo del equipo. En ese caso, las lecturas de los sensores dejarán de ser precisas, y será difícil calibrarlos.
Qué beneficios esto trae para el planeta
Ser “verde” no significa encontrar una solución mágica que resuelva todo. Se trata de calcular cuánta energía se consume por cada oblea.
Los hornos tradicionales tardan horas en calentarse, mientras que los hornos IR lo hacen en minutos. Si consideramos los kilovatios-hora necesarios por unidad, la diferencia es enorme. Para cualquier fábrica que quiera alcanzar la neutralidad carbónica, reemplazar esos hornos antiguos por sistemas IR inteligentes es probablemente la forma más rápida de reducir el consumo energético sin ralentizar la producción.