Controlar el calor en la fabricación de chips cuánticos
Cuando pasamos de producir electrónica convencional a chips cuánticos, nos damos cuenta rápidamente de que el calor es un problema importante. No se puede simplemente “calentar” la placa de circuito impreso.
Por eso utilizamos estaciones de calentamiento digitales con lámparas de infrarrojos de onda corta. Esto funciona como un ataque quirúrgico con calor: en lugar de calentar todo el dispositivo, estas lámparas calientan exactamente donde es necesario, de modo que el sustrato no se deforme ni se abulte durante el proceso de fabricación.
La potencia necesaria
Construimos estas estaciones para que puedan manejar altas cantidades de energía. Cuando se enciende una lámpara de infrarrojos de alta tensión, el calor aparece de inmediato.
En un ambiente limpio, la velocidad es crucial. Es necesario alcanzar la temperatura deseada de inmediato, y no en diez minutos; de lo contrario, existe el riesgo de oxidación o contaminación. Pero aquí está el problema: se necesita estabilidad total. Si la potencia fluctúa incluso un 5%, se generarán puntos calientes en la oblea cuántica. Y en este campo, un punto caliente significa desastre.
¿Por qué cuarzo?
Utilizamos tubos de cuarzo llenos de halógeno. El cuarzo es ideal, ya que permite que la radiación de infrarrojos de onda corta pase a través de él sin que la lámpara la absorba.
Algunas de nuestras instalaciones incluso cuentan con recubrimientos especiales que permiten ajustar el espectro de emisión. Esto es importante, ya que asegura que el calor llegue realmente a las capas del circuito impreso, en lugar de solo quemar la superficie superior. Utilizamos conectores R7s o Sk15, ya que son fiables. Además, cuando una lámpara se agota, se puede reemplazar en segundos, sin tener que desmontar toda la máquina.
La realidad en el taller
Seamos honestos: el calentamiento por infrarrojos de alta densidad tiene sus costos. Los tiempos de procesamiento disminuyen, lo cual es bueno, pero estas estaciones generan una gran cantidad de calor en la sala.
Si la ventilación no puede manejar tanta energía, los valores de temperatura comenzarán a fluctuar. Es frustrante. Para evitar esto, recomendamos usar controladores PID de bucle cerrado. Esto mantiene el perfil térmico estable, de modo que el chip cuántico no sufra daños durante el proceso de curado.