Réduire les émissions de carbone dans la fabrication des puces : pourquoi les chauffages infrarouges sous vide sont la solution idéale
La fabrication de semi-conducteurs exige une grande précision. Il est nécessaire d’atteindre des températures exactes, et il est absolument interdit que de l’air ou de la poussière viennent perturber le fonctionnement des puces. Pendant longtemps, nous avons utilisé ces grands fours résistifs, mais en réalité, ce ne sont que de gigantesques cuisinières qui réchauffent tout ce qui se trouve dans la pièce, rien que pour chauffer une seule puce. C’est un gaspillage d’énergie.
C’est là que entrent en jeu les chauffages infrarouges compatibles avec le vide. Au lieu de tenter de chauffer l’air (qui n’existe pas en état de vide), ces systèmes transmettent directement l’énergie vers la cible à chauffer. C’est une manière beaucoup plus efficace de travailler.
Comment cela fonctionne-t-il en état de vide ?
En état de vide, on ne peut pas faire circuler la chaleur à l’aide de l’air. Il n’y a pas de convection. On doit donc compter uniquement sur la radiation. Nous utilisons des lampes ayant une haute densité de puissance, afin que la puce atteigne rapidement la température souhaitée. Cela change tout. Quand on n’a plus besoin d’attendre longtemps avant que la puce soit prête, la machine passe moins de temps inactif. Cela signifie que la facture d’électricité – ainsi que l’empreinte carbone – diminuent.
De plus, comme la chaleur est transmise directement au substrat, il n’est pas nécessaire d’utiliser des isolants encombrants. La taille de l’équipement diminue donc.
Les détails importants : matériaux et émissions gazeuses
On ne peut pas utiliser n’importe quels matériaux. Si l’on utilise des plastiques ordinaires ou des adhésifs bon marché, ceux-ci vont émettre des gaz en état de vide. Cela signifie que des substances chimiques seront libérées, ce qui endommagera les puces. Ce n’est pas très bon.
Nous utilisons donc du quartz de haute pureté et des filaments spécialisés. Nous employons également des joints étanches adaptés au vide pour s’assurer que tout reste hermétique.
Il y a aussi la lumière elle-même. Nous recouvrons souvent le quartz afin de modifier son spectre d’émission. Les ondes infrarouges courtes pénètrent profondément dans le matériau, tandis que les ondes longues n’affectent que la surface. Si on ne choisit pas la bonne longueur d’onde, la chaleur sera simplement réfléchie par la puce, sans aucun effet concret.
Le problème : garder les éléments froids
Une haute densité de chaleur est un avantage, mais elle présente aussi des inconvénients. Alors que la puce se réchauffe rapidement, le boîtier de la lampe et les composants électroniques subissent également des contraintes importantes. Si le système de refroidissement ne fonctionne pas correctement, les lampes finiront par se brûler. C’est un problème que l’on veut éviter à tout prix.
Mon conseil ? Surveillez étroitement la consommation d’électricité. Si vous constatez des variations, c’est généralement un signe que le filament s’amincit ou que les joints étanches commencent à faiblir. En détectant cela tôt, vous éviterez de nombreuses pannes.