Por que estamos abandonando os fornos convencionais em favor do cura por radiação infravermelha em sensores inteligentes
Há muito tempo, o embalamento de semicondutores dependia daqueles fornos convencionais de convecção. Mas as coisas estão mudando. Estamos optando pelo uso de radiação infravermelha para o processo de cura, principalmente porque o mundo todo está buscando soluções “sem chumbo” e energia sustentável. Ao fabricar sensores inteligentes, é preciso encontrar um equilíbrio delicado: é necessário secar as resinas ou fixar os adesivos, mas não se pode simplesmente aquecer o silício com calor ou usar solventes nocivos.
A diferença real está aí. A convecção consiste em aquecer o ar, na esperança de que este aqueça o componente. Esse método é lento e consome muita energia. Já a radiação infravermelha funciona de maneira diferente: ela utiliza radiação eletromagnética para atingir diretamente o material. Pode-se pensar nisso como um aquecimento de dentro para fora. Como a energia realmente penetra no material, o processo de cura acontece muito mais rapidamente. Além disso, isso nos permite deixar de usar aqueles aceleradores químicos tóxicos que eram comuns quando o uso de chumbo era padrão.
Os desafios relacionados aos materiais sem chumbo
Se você já trabalhou com soldas ou polímeros sem chumbo, sabe que eles são exigentes. Eles têm uma faixa de temperatura muito estreita. Qualquer erro pode causar deformações no material. É um verdadeiro pesadelo.
Com lâmpadas de radiação infravermelha, podemos ajustar o comprimento de onda para que ele corresponda ao polímero específico que estamos utilizando. Assim, conseguimos alcançar a temperatura desejada rapidamente, sem precisar esperar que um forno grande complete o processo de aquecimento. Geralmente, utilizamos lâmpadas de onda curta ou média para manter o equipamento pequeno e reduzir os custos de energia.
O problema (pois sempre há algum)
Mas a radiação infravermelha não é uma solução mágica. Ainda é preciso lidar com o “efeito sombra”. Se o invólucro do sensor tiver uma forma estranha ou geometria complexa, os raios infravermelhos não conseguem atingir todos os cantos do material. Se a parte inferior permanecer fria, haverá problemas: o material encolherá de maneira desigual, causando tensões internas que podem danificar o invólucro do sensor.
A solução? É preciso planejar bem a instalação das lâmpadas. Use lâmpadas de dois lados ou um sistema rotativo para garantir que o calor atinja uniformemente todo o material. Isso exige um pouco mais de planejamento, mas os resultados valem a pena.