Como ajustar a temperatura corretamente com aquecimento por infravermelhos em fábricas de semicondutores
Hoje em dia, todos buscam alcançar a neutralidade carbônica nas fábricas de semicondutores. Por isso, há um grande interesse pelo uso de lâmpadas de aquecimento por infravermelhos. Elas são mais eficientes – em vez de aquecer todo o ambiente, como os fornos convencionais, elas direcionam o calor exatamente para onde é necessário.
Mas há um problema: as lâmpadas de infravermelhos esquentam muito rápido. Se não houver um termopar preciso para monitorar a temperatura, você estará correndo riscos. Um erro pode causar danos às lâmpadas ou, pior ainda, estragar todo um lote de waferes.
O desafio do controle térmico
A temperatura em sistemas de semicondutores muda rapidamente. É preciso ter um sensor capaz de acompanhar essas mudanças rápidas sem atrasos. Se o sensor se desviar nem que seja um pouco, o controlador PID começará a funcionar de maneira inadequada. Isso gera uma grande carga térmica no substrato, e é aí que começam os problemas reais.
Escolhendo o equipamento certo
Dependendo da temperatura alcançada pelo processo, geralmente usamos termopares à base de platina ou do tipo K. Mas não se trata apenas do material; também é importante onde o sensor será colocado. É preciso garantir que o sensor não “veja” a lâmpada diretamente. Se ele captar a radiação direta da lâmpada, em vez da temperatura da peça em si, os resultados serão incorretos. Para evitar isso, usamos proteções em cerâmica ou suportes específicos. É a única maneira de ter certeza de que estamos medindo a temperatura da peça, e não a luz emitida pela lâmpada.
Os compromissos que não podem ser ignorados
Sempre há um compromisso a ser feito. Para obter tempos de resposta mínimos, são necessários revestimentos finos para os sensores. O problema é que esses revestimentos se desgastam rapidamente em ambientes de alta temperatura. Você precisa equilibrar velocidade e durabilidade do sensor.
Meu conselho? Faça calibrações a cada seis meses. Se você deixar o sensor se desviar da temperatura correta, sua eficiência energética diminuirá, pois as lâmpadas ficarão ligadas por mais tempo do que o necessário para atingir a temperatura desejada.
E mais um conselho sobre os cabos: as fontes de alimentação de infravermelhos geram muita interferência elétrica, o que pode afetar os sinais. Use cabos blindados com pares trançados. Caso contrário, as leituras de temperatura serão imprecisas, e os aquecedores vão gastar energia tentando encontrar a temperatura correta.