Basta aspettare che l’aria si riscaldi: perché l’irraggiamento infrarosso è la soluzione migliore per la lavorazione dei semiconduttori
Se siamo onesti, la circolazione dell’aria calda rappresenta un ostacolo: il processo è lento. In pratica, bisogna aspettare che l’aria si riscaldi, e poi ancora aspettare che quell’aria riscaldi il substrato su cui si lavora. Nel mondo della lavorazione dei semiconduttori, questi minuti sprecati non sono solo fastidiosi: costano davvero soldi.
Abbiamo deciso di smettere di riscaldare l’aria e di concentrarci sul riscaldamento diretto del componente da trattare. Ecco dove entrano in gioco l’irraggiamento infrarosso e i riflettori in alluminio di alta precisione.
Il segreto sta nei riflettori
Se si utilizza soltanto una lampada a raggi infrarossi, si spreca metà dell’energia disponibile. La luce viene emessa in tutte le direzioni, quindi gran parte del calore finisce semplicemente sul telaio della macchina.
Ecco perché utilizziamo riflettori in alluminio ad alta purezza: funzionano come specchi per il calore. Curviamo l’alluminio nel modo giusto per catturare tutta quell’energia e rifletterla direttamente sul componente da trattare.
Grazie all’ottima capacità dell’alluminio di assorbire i raggi infrarossi, possiamo concentrare l’energia sul componente. Il risultato? Il componente raggiunge la temperatura desiderata in pochi secondi… non minuti.Secondi.
Niente intermediari
I sistemi a aria calda presentano quel fastidioso “ritardo termico”: bisogna prima riscaldare la camera, poi l’aria, e infine il componente. È un processo moltolungo.
Con l’irraggiamento infrarosso, invece, saltiamo tutti questi passaggi. Utilizzando dei riflettori, possiamo concentrare la massima quantità di energia direttamente sul wafer o sul componente.
Inoltre, la struttura necessaria per il funzionamento del sistema diventa molto più semplice: non ci sono bisogno di ventilatori enormi o di condotti isolanti ingombranti. Tutto ciò di cui abbiamo bisogno è la lampada, i riflettori e un controllore PID per mantenere stabile la temperatura.
I limiti (e come affrontarli)
Ovviamente, c’è un compromesso da considerare: quando si ha una tale densità di calore, bisogna fare attenzione ai punti di surriscaldamento. Se il riflettore non è posizionato correttamente o se il componente è troppo vicino alla lampada, c’è il rischio che il substrato venga danneggiato. Per evitare questo, è necessario disporre di un sistema di raffreddamento in grado di gestire i rapidi cambiamenti di temperatura, così da evitare che i componenti si deformino.
Il trucco sta nella precisa regolazione tra la lampada e il componente, in modo che il calore venga distribuito uniformemente su tutta la superficie. Se tutto viene fatto correttamente, tutto funziona perfettamente.