Riscaldamento a infrarossi contro riscaldamento ad aria calda: smettete di aspettare che le wafer raggiungano la temperatura desiderata
Vedo ancora molte linee di produzione di semiconduttori che fanno affidamento sul riscaldamento ad aria calda per portare le wafer alla temperatura giusta. È un metodo antiquato… e, onestamente, è piuttosto inefficace.
Il problema è il ritardo nel raggiungimento della temperatura desiderata. L’aria, infatti, è pessima nel trasportare calore. Si finisce per perdere molto tempo in attesa che la camera di riscaldamento raggiunga la temperatura richiesta e che le wafer lo facciano anch’esse. È come aspettare che la vernice si asciughi, mentre il tempo di produzione continua a scorrere…
Il vero costo dell’attesa
Il riscaldamento a infrarossi elimina questo problema. Invece di riscaldare un grande volume d’aria per trasferire calore al silicio, i raggi infrarossi trasmettono energia direttamente sulla superficie delle wafer. Il tutto avviene alla velocità della luce.
Quando si è già in fase di lavorazione, questo sistema rappresenta un grande vantaggio: i tempi di riscaldamento passano da minuti a secondi. Non bisogna più lottare contro il “peso termico” di grandi volumi d’aria. Per voi, ciò significa che il costo per ogni lotto diminuisce, e si possono processare più wafer in ogni turno di lavoro.
Non è tutta magia…
Tuttavia, il riscaldamento a infrarossi non è la soluzione perfetta per ogni situazione. Anche se è molto efficace, questa intensità di calore può rappresentare un problema se le lampade non sono posizionate correttamente. Bisogna prestare molta attenzione alla geometria: la posizione e la distanza delle lampade sono fondamentali. Se si commettono errori, si rischia che le wafer si deformino.
Di solito utilizziamo lampade a onde corte, poiché trasmettono calore più rapidamente. Ma attenzione: queste lampade consumano molta energia. Assicuratevi che i vostri impianti elettrici siano in grado di gestire questo aumento di carico, altrimenti potreste avere dei problemi.
Passare al riscaldamento a infrarossi
Passare dal riscaldamento ad aria calda a quello a infrarossi non è semplice come sostituire semplicemente il sistema di riscaldamento. Bisogna modificare i regolatori PID. Poiché il riscaldamento a infrarossi agisce quasi immediatamente, le impostazioni utilizzate per gli forni ad aria calda non funzionano più. Bisogna anche ricalibrare i sensori: bisogna smettere di monitorare l’aria intorno alle wafer e concentrarsi sulla loro superficie stessa. Una volta sistemati tutti questi elementi, il processo diventa molto più veloce.