Perché abbandoniamo l’uso dell’aria calda a favore delle lampade a onde infrarosse nei sistemi di riscaldamento dei semiconduttori
Se avete mai lavorato in ambienti di produzione ad alta qualità, sapete quanto possa essere lungo il processo di riscaldamento. L’uso dell’aria calda è simile a cercare di riscaldare una casa utilizzando un termosifone nel corridoio: si riscalda l’aria, che a sua volta riscalda i componenti, e solo alla fine le wafer diventano calde. È un processo molto lento.
Il riscaldamento a onde infrarosse è diverso: non richiede l’uso dell’aria. Le lampade a onde infrarosse emettono energia direttamente sui componenti da riscaldare. È veloce… davvero veloce.
In un ambiente sterile, l’aria rappresenta un nemico: per far circolare l’aria calda senza che si creino particelle indesiderate, servono tubazioni enormi e numerosi filtri. È un problema grave. Con le lampade a onde infrarosse, possiamo evitare tutto questo. Utilizziamo emettitori a onde corte o medie per trasmettere energia direttamente sui componenti da riscaldare. Non bisogna aspettare che l’intero ambiente si riscaldi: i componenti vengono riscaldati direttamente. Questo permette di ridurre i tempi di riscaldamento del 60-80%. È un grande vantaggio in termini di tempo lavorativo.
Tuttavia, non è così semplice sostituire semplicemente il sistema di riscaldamento tradizionale. Si tratta di gestire una notevole densità di calore. Di solito utilizziamo rivestimenti in quarzo, poiché non emettono alcun tipo di gas, evitando così contaminazioni nell’ambiente sterile.
Il vero segreto sta nel gestire le “zone d’ombra”: poiché le onde infrarosse viaggiano in linea retta, se la disposizione dei componenti ostacola il passaggio delle onde, si creano zone fredde. Nessuno vuole che metà delle wafer sia ben riscaldata e l’altra metà meno. Per risolvere questo problema, orientiamo le lampade in modo che il calore raggiunga tutti i componenti, senza danneggiare la struttura stessa del carrello su cui sono posizionati i componenti.
La parte migliore? Lo spazio disponibile sul pavimento aumenta. Possiamo eliminare quei ventilatori e scambiatori di calore ingombranti. L’intero sistema diventa più compatto.
Un’ultima nota riguardo alla manutenzione: le lampade a onde infrarosse non durano per sempre. Non sono come i normali elementi riscaldanti, che funzionano fino a quando non si rompono; queste lampade perdono efficacia col tempo. Se non si tiene sotto controllo il programma di sostituzione, le temperature potrebbero diventare instabili. Per evitare questo problema, è necessario utilizzare controller PID per mantenere le temperature stabili.