Perché abbandoniamo gli forni tradizionali a favore della tecnologia di essiccazione a raggi infrarossi
Sia onesti: il vecchio metodo per essiccare i semiconduttori – ovvero metterli in un forno a convezione – sta diventando sempre meno efficace. La maggior parte di noi sta optando ora per la tecnologia di essiccazione a raggi infrarossi. Non si tratta soltanto di rispettare le normative ambientali o di eliminare il piombo dalle materie prime utilizzate; si tratta anche del fatto che i forni a convezione sono semplicemente inefficienti.
Pensateci: con l’aria forzata, bisogna riscaldare una grande quantità d’aria per far sì che il calore raggiunga il chip. È uno spreco di energia. Con i raggi infrarossi, invece, non c’è bisogno di passare attraverso l’aria: l’energia viene diretta direttamente sul substrato. Niente attese inutili.
L’aspetto energetico
I forni a convezione consumano molta energia. Trascorrono metà del loro tempo a riscaldare le pareti del forno e l’aria intorno al componente da trattare. È uno spreco.
Con le lampade a raggi infrarossi, invece, possiamo concentrare il calore esattamente sulle parti del fotoresist o della pasta per saldature che ne hanno bisogno. Utilizziamo raggi infrarossi a lunghezza d’onda breve e media, così il calore raggiunge immediatamente la superficie del componente.
La cosa migliore è che il tempo necessario per raggiungere la temperatura desiderata è praticamente nullo. Non c’è bisogno di aspettare che il forno raggiunga la temperatura giusta. Basta accenderlo e procedere.
Gestione delle normative legate all’assenza di piombo
Ecco il problema: la saldatura senza piombo richiede temperature più elevate rispetto ai metodi tradizionali che utilizzavano il piombo. Se si cercasse di raggiungere tali temperature con aria calda, si correrebbero dei rischi: i componenti potrebbero deformarsi o il silicio potrebbe surriscaldarsi.
I raggi infrarossi ci permettono di essere molto più precisi. Regolando la lunghezza d’onda, possiamo raggiungere le temperature desiderate senza surriscaldare l’intero circuito. È anche un processo più pulito: nessuna emissione di gas di combustione, nessuna emissione di carbonio. Solo calore pulito.
I limiti (perché ci sono sempre dei limiti)
I raggi infrarossi non sono certo una soluzione perfetta. Hanno i loro svantaggi. A causa dell’intensità dei raggi, possono crearsi gradi termici molto elevati. Se il componente ha spessori diversi o è composto da materiali diversi, alcune zone si riscalderanno molto più velocemente di altre.
Se non si fa attenzione alla posizione dei riflettori e alla distanza tra essi, si possono creare punti troppo caldi, che potrebbero danneggiare i componenti. È necessaria quindi una certa precisione per assicurarsi che il riscaldamento avvenga in modo uniforme su tutto il chip.
Ma una volta ottenuto questo risultato? Allora è davvero un altro livello di efficienza.