Pasando de la calefacción por aire caliente a la calefacción por infrarrojos en las fábricas: Lo que realmente necesita saber
Si decide cambiar de la calefacción por convección de aire caliente a la calefacción por infrarrojos para sus procesos de tratamiento térmico, en realidad está cambiando su forma de pensar sobre el calor.
Imagínese cómo funciona el aire caliente: se calienta el aire, y luego se espera que ese aire transfiera esa energía a la superficie de la oblea. Es un proceso lento; existe un retraso en la transmisión de calor. La calefacción por infrarrojos evita este problema, ya que la radiación electromagnética actúa directamente sobre el sustrato. Es rápido. Realmente rápido.
El problema del tiempo de espera
Cualquiera que haya trabajado con hornos de aire caliente conoce bien la frustración que causa la inercia térmica. Se pasa mucho tiempo esperando a que la cámara alcance la temperatura deseada y que el calor se difunda en la superficie de la oblea. Es una pérdida de tiempo.
La calefacción por infrarrojos elimina esta fase de calentamiento. El flujo de calor se obtiene casi de inmediato. Para los ingenieros, esto representa una gran ventaja: se pueden reducir los tiempos de inicio y finalización de los procesos en un 60% a 80%. Además, ya no es necesario calentar el aire que rodea la oblea; la energía se dirige directamente hacia ella.
Más espacio para operar
Una de las mejores ventajas es que el espacio necesario para instalar los equipos disminuye. No es necesario usar aquellos ventiladores enormes ni toda esa red de tuberías necesaria para mover el aire caliente.
Se pueden utilizar arrays de infrarrojos para calentar zonas específicas de la oblea. Esto permite controlar mejor los gradientes de temperatura, algo que el aire caliente no puede lograr. Así, no hay necesidad de preocuparse tanto por la deformación de la oblea durante las transiciones de alta temperatura.
La desventaja (porque siempre la hay)
Claro, la calefacción por infrarrojos no es mágica. Al ser una tecnología basada en la línea de visión, tiene puntos ciegos. Si las piezas tienen formas 3D complejas o rincones profundos, la radiación no podrá llegar a todos esos lugares. Esto causará “puntos fríos”.
Para solucionarlo, habrá que ser creativo con los ángulos de los reflectores, o quizás utilizar sistemas híbridos para mantener la uniformidad del calor.
Y un consejo: si aumenta la potencia para ganar unos segundos más, asegúrese de que los sistemas de enfriamiento puedan manejar esa cantidad de calor. Si no se puede eliminar el calor lo suficientemente rápido durante la fase de enfriamiento, existe el riesgo de que las obleas se agrieten. Y nadie quiere eso.