Réduction des émissions de carbone dans l’emballage des capteurs grâce au chauffage par infrarouges
Si nous voulons vraiment atteindre la neutralité carbone dans les usines de fabrication de puces, il faut cesser de compter sur ces fours à convection géants. Ils sont simplement trop gourmands en énergie. À la place, nous optons pour des systèmes à infrarouges ciblés.
Pour l’emballage des capteurs intelligents, nous utilisons des lampes à infrarouges à longue onde qui émettent de la chaleur directement sur le substrat. C’est un peu comme utiliser un projecteur plutôt que de chauffer toute la pièce. On ne gaspille pas d’énergie à réchauffer une boîte métallique géante ; on se concentre uniquement sur la partie qui a vraiment besoin de chaleur.
Ajustement précis de la température
Nous configurons ces systèmes pour obtenir des taux de montée en température très précis. En ajustant la puissance et le cycle de fonctionnement, on peut atteindre exactement la température nécessaire pour sécher les adhésifs ou les pastes de soudure.
Le meilleur aspect ? Pas de dépassement de température. On n’a donc pas à s’inquiéter que les composants se déforment. Nous utilisons également des matrices à infrarouges à haute densité afin de pouvoir diriger la chaleur de manière ciblée. Si de la chaleur s’échappe des bords du wafer, on peut simplement chauffer davantage cette zone pour compenser.
Économie de temps et d’énergie
Le passage au chauffage par infrarouges change complètement la logistique de la production. On n’a plus besoin d’attendre deux heures que un grand four atteigne une température stable. C’est beaucoup plus efficace.
Les lampes à infrarouges, quant à elles, atteignent leur pleine puissance en quelques millisecondes. C’est en quelque sorte un chauffage sur demande. Lorsque le convoyeur s’arrête, la chaleur s’arrête également. Lorsqu’on regarde la facture d’électricité, la baisse en kWh par unité est remarquable.
Les compromis
Ce n’est pas tout parfait. Le chauffage par infrarouges est rapide, mais il ne fonctionne que en ligne droite. Si l’emballage des capteurs présente des formes 3D complexes ou des composants qui se chevauchent, des zones sans chaleur apparaissent.
Pour résoudre ce problème, il faut être créatif avec l’emplacement des lampes : il faut les orienter de différentes manières pour que chaque zone soit bien chauffée.
Il faut aussi faire attention au matériel utilisé. Les lampes à haute intensité génèrent beaucoup de chaleur près de leur carcasse. Si on néglige les ventilateurs de refroidissement ou les dissipateurs thermiques, cela peut endommager les connecteurs et les câbles.
Nous passons beaucoup de temps à étudier les principes physiques liés à l’absorption de la chaleur. En adaptant la longueur d’onde des infrarouges au matériau utilisé, on obtient une meilleure transmission de chaleur, tout en minimisant l’empreinte carbone.