¿Por qué pasamos al calentamiento por infrarrojos para los nanotubos de carbono?
Si has trabajado en el procesamiento de semiconductores, sabrás bien cómo funciona el sistema de circulación de aire caliente. Se enciende la máquina, se espera… y se espera aún más. En realidad, lo que se hace es calentar toda la habitación solo para llevar el sustrato a la temperatura adecuada. Es un proceso lento y poco eficiente; además, es una pérdida de tiempo.
Por eso decidimos utilizar el calentamiento por infrarrojos. En lugar de depender del aire para transmitir el calor, los rayos infrarrojos transmiten energía directamente al objetivo. Es como la diferencia entre esperar a que toda la casa se caliente con un horno, y simplemente entrar en un lugar donde hay luz solar.
Se acabó la espera
El mayor problema con el calentamiento por aire caliente es la demora en alcanzar la temperatura deseada. Se pasan minutos, e incluso horas, tratando de lograrlo. Con el calentamiento por infrarrojos, se llega a la temperatura deseada en cuestión de segundos.
Al cultivar nanotubos de carbono, el tiempo es crucial. Hay un rango de temperaturas muy estrecho para obtener un producto de alta calidad. Al eliminar la fase de calentamiento previo, dejamos de perder ciclos completos. Dejamos de calentar todo el equipo y comenzamos a calentar directamente el sustrato. Esto representa un gran alivio para el proceso de producción.
Cómo lo configuramos
Dependiendo del espesor del sustrato, utilizamos emisores de infrarrojos de onda corta o media. Estas lámparas son pequeñas, pero son muy eficaces.
Lo mejor es que podemos conectarlas para un control zonal. Si alguna vez has tenido problemas con puntos fríos en las placas, que los ventiladores no logran calentar, esta es la solución. Basta con dirigir el calor hacia donde sea necesario. El material absorbe esa energía, comienza a vibrar y los nanotubos se forman mucho más rápido.
Los inconvenientes
Pero no todo es bueno. El calentamiento por infrarrojos también tiene sus problemas. Esas lámparas se calientan enormemente. Si el chasis de la máquina no está diseñado para soportar ese calor, podrías dañar los sensores o incluso dañar la propia máquina. Tuvimos que añadir un sistema de refrigeración adecuado para evitar que todos los componentes se derritan.
Además, no basta con conectarlo y seguir usando las mismas configuraciones anteriores. Debido a que el calor se transmite muy rápidamente, la lógica PID tradicional que utilizábamos para el calentamiento convencional hará que la temperatura supere el valor deseado. Se necesita un controlador mucho más rápido para mantener la temperatura estable. De lo contrario, siempre se superará el límite deseado.