Perché il riscaldamento a raggi infrarossi è superiore al riscaldamento ad aria quando si vuole rispettare dei tempi stretti
Se lavorate nella produzione di semiconduttori, sapete che il tempo rappresenta il costo più elevato da affrontare. Ogni secondo in cui un wafer rimane in attesa di raggiungere la temperatura desiderata rappresenta una perdita economica.
La maggior parte delle persone inizia utilizzando il riscaldamento ad aria, ma c’è un problema fondamentale: si cerca di riscaldare l’intera stanza soltanto per riscaldare un oggetto minuscolo. Bisogna aspettare che l’aria si muova, che le pareti della camera assorbano il calore e che l’atmosfera si stabilizzi prima che il substrato possa percepire il calore. È un processo lento.
Il riscaldamento a raggi infrarossi elimina questo problema.
Invece di utilizzare l’aria, utilizziamo radiazioni elettromagnetiche per trasmettere energia direttamente nel materiale. Il processo è quasi istantaneo: non c’è bisogno di aspettare che i ventilatori inizino a funzionare o che l’aria si muova. Si riescono a raggiungere le temperature desiderate in pochi secondi. Per un ingegnere, questo rappresenta un grande vantaggio, poiché i tempi di lavorazione diminuiscono notevolmente.
E poi c’è il problema dei “punti freddi”.
Il riscaldamento ad aria è poco preciso: è difficile ottenere una distribuzione uniforme del calore, soprattutto su wafer di grandi dimensioni. Con i raggi infrarossi, invece, possiamo controllare meglio la distribuzione del calore. Basta regolare la posizione delle lampade in modo che i bordi e il centro del wafer abbiano sempre la stessa temperatura. Una distribuzione più uniforme del calore significa meno scarti durante il processo di produzione.
Inoltre, la sala pulita diventa più funzionale: non è più necessario utilizzare quei ventilatori enormi e quei condotti voluminosi. È una soluzione molto più efficiente.
Ovviamente, non è tutto perfetto. C’è comunque un limite: i raggi infrarossi hanno una direzionalità precisa. L’aria circonda gli oggetti, mentre i raggi infrarossi richiedono una linea di visuale chiara. Se il pezzo da riscaldare ha una geometria complessa o delle cavità profonde, si creano dei “punti bui” dove il calore non arriva.
Bisogna quindi scegliere con attenzione l’angolazione delle lampade. A volte è necessario utilizzare schermi riflettenti per far arrivare il calore nei punti difficili da raggiungere. Se si procede senza pianificazione, si rischia di creare dei “punti caldi” che possono danneggiare il substrato… e nessuno vuole questo.