Perché stiamo passando dall’uso dell’aria calda a quello del riscaldamento a infrarossi nella produzione di semiconduttori
Se avete mai avuto a che fare con la circolazione dell’aria calda, conoscete bene il problema: si riscalda l’aria, e poi si spera che questa riscaldi il componente da trattare. Nel mondo della produzione di semiconduttori, l’aria rappresenta un vero e proprio ostacolo, poiché richiede molto tempo per riscaldarsi.
Il problema è particolarmente evidente durante i processi di essiccazione e trattamento termico: bisogna aspettare che la temperatura aumenti, e nel frattempo la produttività diminuisce drasticamente. È davvero frustrante.
Il problema è proprio questo ritardo.
Il riscaldamento a infrarossi elimina completamente questo problema: invece di aspettare che la stanza si riscaldi, le radiazioni elettromagnetiche trasmettono energia direttamente sul substrato. È immediato: non c’è bisogno di aspettare che la stanza si riscaldi, basta infondere energia direttamente nel materiale.
Si tratta di una differenza enorme in termini di velocità.
Tuttavia, non basta semplicemente montare una lampada a infrarossi su un nastro trasportatore: la struttura che contiene la lampada deve essere perfetta. Utilizziamo acciaio inossidabile di alta qualità, perché altrimenti il materiale potrebbe deformarsi o ossidarsi sotto tali temperature.
La struttura è fondamentale: è il riflettore e il “scheletro” dell’intero sistema. La precisione è assolutamente essenziale: se la geometria non è precisa, si creano zone surriscaldate. Ci concentriamo molto su queste tolleranze, perché le onde a infrarossi devono colpire il wafer esattamente dove necessario.
Ma c’è un ulteriore problema: il riscaldamento a infrarossi è veloce, ma richiede una linea di visibilità chiara. L’aria calda, invece, riesce a raggiungere ogni parte del componente, mentre le onde a infrarossi funzionano come una torcia: se la luce non riesce a raggiungere il componente, non lo riscalderà.
Se si lavora con componenti 3D complessi, una sola lampada non è sufficiente: si creeranno zone non riscaldate. Per risolvere questo problema, si possono utilizzare più lampade oppure far ruotare il componente in modo che ogni angolo venga riscaldato.
La vera vantaggio? Lo spazio necessario per l’installazione del sistema. Si possono eliminare quegli forni enormi e ingombranti, sostituendoli con moduli di riscaldamento compatti. In questo modo si riduce lo spazio occupato, si abbrevia il tempo di ciclo di produzione, e si evita di sprecare energia per riscaldare l’aria intorno ai componenti.