Perché fermarsi a riscaldare l’aria, quando si può semplicemente riscaldare il wafer stesso?
La maggior parte delle linee di produzione dei semiconduttori utilizza ancora forni a aria forzata per il riscaldamento. È un processo lento: si riscalda l’aria, e l’aria a sua volta riscalda la camera in cui si trova il wafer. Solo in seguito – se si ha fortuna – il wafer diventa caldo. È necessario aspettare molto tempo.
Noi preferiamo i riscaldatori a raggi infrarossi: essi eliminano completamente il passaggio intermediario. È tutta una questione di tempi.
L’aria forzata è lenta nel riscaldare; i riscaldatori a raggi infrarossi invece utilizzano radiazioni elettromagnetiche per riscaldare direttamente il substrato. In questo modo non è necessario riscaldare l’intera stanza: basta riscaldare soltanto la parte interessata. Questo riduce i tempi di riscaldamento da ore a minuti. Quando si lavora in una linea di produzione ad alta velocità, risparmiare 20 minuti per ogni ciclo di riscaldamento non è certo un vantaggio secondario: è davvero un grande vantaggio per la produttività quotidiana.
I problemi legati alle camere pulite
Chiunque abbia trascorso del tempo in una sala pulita sa che il movimento dell’aria rappresenta un problema. I ventilatori creano polvere e turbolenze, rendendo l’ambiente disordinato. I riscaldatori a raggi infrarossi, invece, non creano alcun problema: non ci sono ventilatori, nessun movimento d’aria, e quindi nessuna particella che possa danneggiare il wafer. Per mantenere l’ambiente ancora più pulito, utilizziamo involucri in quarzo. In questo modo non c’è bisogno di preoccuparsi di gas o particelle che possano danneggiare il wafer durante il riscaldamento.
Il “difetto” (perché ce n’è sempre uno)
I riscaldatori a raggi infrarossi non sono una soluzione magica: il loro effetto è direzionale. Se i componenti hanno solchi profondi o forme complesse, si verifica il fenomeno del “shadowing”: in pratica, la luce non riesce a raggiungere quelle zone, e quindi non le riscalda. Non basta semplicemente inserire una lampada a raggi infrarossi in un vecchio forno a convezione: è necessario progettare correttamente le zone di riscaldamento. Inoltre, i riscaldatori a raggi infrarossi generano molta energia; se non si utilizzano correttamente i sistemi di raffreddamento, il circuito potrebbe danneggiarsi o i sensori termici potrebbero smettere di funzionare. Poiché i riscaldatori a raggi infrarossi raggiungono rapidamente le temperature desiderate, consigliamo sempre l’uso di controller PID e termocoppie ad alta velocità di risposta. In questo modo si evita di superare la temperatura desiderata e di danneggiare il componente.