Por qué dejamos de usar hornos para optar por el curado por infrarrojos en los sensores inteligentes
Durante mucho tiempo, el empaquetado de semiconductores dependió de esos enormes hornos de convección. Pero las cosas están cambiando. Nos estamos orientando hacia el curado por infrarrojos, principalmente porque el mundo busca soluciones libres de plomo y basadas en energías renovables. Al fabricar sensores inteligentes, hay que encontrar un equilibrio delicado: es necesario secar las resinas o solidificar los adhesivos, pero no se puede simplemente someter el silicio a altas temperaturas ni recurrir a solventes tóxicos.
La diferencia real
La convección consiste básicamente en calentar el aire, con la esperanza de que este caliente también el componente en cuestión. Es un proceso lento y consume mucha energía. El curado por infrarrojos, en cambio, funciona de manera diferente: utiliza radiación electromagnética para actuar directamente sobre el material. Es como calentar desde adentro hacia afuera. Como la energía penetra realmente en el material, el curado ocurre mucho más rápido. Además, esto nos permite dejar de usar esos acelerantes químicos tóxicos que se utilizaban cuando el curado con plomo era la norma.
Los desafíos relacionados con los materiales sin plomo
Si has trabajado con soldaduras o polímeros sin plomo, sabrás que son muy exigentes. Tienen un rango de temperatura muy estrecho. Un error mínimo puede causar que el sustrato se deforme. Es un verdadero problema.
Con lámparas de infrarrojos, podemos ajustar la longitud de onda para que coincida con el polímero específico que estamos utilizando. De esta manera, alcanzamos rápidamente la temperatura deseada, sin tener que esperar a que el horno funcione a plena capacidad. Por lo general, utilizamos lámparas de onda corta o media para mantener el equipo pequeño y reducir los costos de energía.
El inconveniente (porque siempre hay uno)
Pero el curado por infrarrojos no es una solución mágica. Todavía hay que lidiar con el “efecto sombra”. Si el paquete del sensor tiene una forma extraña o una geometría compleja, los rayos infrarrojos no podrán llegar a todos los rincones. Si la parte inferior permanece fría, tendremos problemas. Esto causará una contracción desigual y estrés interno que podría dañar la carcasa del sensor.
La solución es planificar bien la configuración. Se pueden utilizar lámparas de doble cara o dispositivos rotativos para asegurarse de que el calor llegue uniformemente a todas las partes. Requiere un poco más de planificación, pero los resultados valen la pena.