¿Por qué estamos pasando al uso de tecnología de curado por infrarrojos para chips sin plomo?
Si has trabajado alguna vez en el secado y curado de semiconductores, conoces el método tradicional: poner todo dentro de un horno convencional y esperar. Pero las cosas están cambiando. Con la tendencia hacia estándares “verdes” y sin plomo, vemos un gran cambio hacia el uso de la tecnología de infrarrojos.
La ventaja de esta tecnología es que se puede alcanzar la temperatura deseada en la superficie del wafer o sustrato, sin necesidad de calentar toda la habitación.
Evitando la pérdida de energía
Imagínate un horno de aire caliente tradicional. En realidad, es una caja metálica enorme que desperdicia mucha energía solo para calentar sus propias paredes y el aire interior. Es ineficiente.
Con la tecnología de infrarrojos, en cambio, las lámparas emiten radiación electromagnética que llega directamente al material a tratar. De este modo, se logra que las moléculas del recubrimiento o de la pasta de soldadura vibren. Es rápido… realmente rápido. Se logra reducir el tiempo de calentamiento de minutos a segundos.
La mayoría de nosotros utilizamos luz infrarroja de onda corta para esto. Esta luz penetra más profundamente en el material, de modo que la parte inferior de la unión de soldadura se cura a la misma velocidad que la parte superior. Esto evita ese problema de que la superficie se endurezca demasiado rápido, lo cual hace que los disolventes queden atrapados debajo.
Manejando el calor de la soldadura sin plomo
Aquí está el problema: la soldadura sin plomo requiere temperaturas mucho más altas para derretirse, en comparación con la soldadura basada en plomo. Cuando se intenta alcanzar esas temperaturas con un horno convencional, a menudo se sobrecalienta el sustrato de la placa de circuito impreso. Eso provoca deformaciones, lo cual es un verdadero problema para quienes trabajan en control de calidad.
La tecnología de infrarrojos permite un control mucho más preciso. Se puede ajustar la longitud de onda para que coincida exactamente con lo que absorbe el material. El calor se concentra donde se necesita, y no en ningún otro lugar. Esto es mejor tanto para la placa como para el planeta.
La realidad
Ahora bien, la tecnología de infrarrojos no es una solución mágica. No basta con encenderla y dejarla funcionar. Dado que el calor viaja en línea recta, hay que lidiar con el efecto de “sombra”. Si hay componentes de diferentes alturas, los más altos bloquearán el calor que debería llegar a los componentes más bajos.
Para solucionar esto, probablemente será necesario utilizar un arreglo de lámparas múltiples o un dispositivo que permita rotar las placas. Además, hay que asegurarse de que los ventiladores de enfriamiento estén adecuadamente dimensionados. De lo contrario, el calor residual podría afectar negativamente a los sensores de precisión.