Infrarossi contro aria calda: quale metodo è davvero il migliore per la produzione di semiconduttori?
Se state cercando di ridurre i tempi di lavorazione dei semiconduttori, probabilmente avrete considerato l’opportunità di passare dall’uso dell’aria calda tradizionale all’uso degli irradianti a infrarossi.
Ecco la verità: l’aria calda è lenta. Si basa sulla convezione, il che significa che si riscalda l’aria stessa, sperando poi che questa aria riscaldi il componente da trattare. È un processo lento.
Gli irradianti a infrarossi invece eliminano completamente questo problema. Utilizzano onde elettromagnetiche per trasferire energia direttamente sul substrato. È un processo istantaneo.
Il problema del “tempo di attesa”
Pensate ai sistemi che utilizzano aria calda: bisogna aspettare che tutta la camera o la sala pulita raggiunga la temperatura desiderata. È solo tempo sprecato. Si tratta di aspettare che l’aria si riscaldi.
Gli irradianti a infrarossi, invece, raggiungono la temperatura desiderata in pochi secondi. Questo è particolarmente evidente durante i processi di essiccazione o vulcanizzazione. Poiché gli irradianti a infrarossi colpiscono le bande di assorbimento specifiche del materiale, riescono a riscaldarlo più rapidamente. Non c’è bisogno di aspettare: il calore arriva direttamente sul componente da trattare.
Mantenere la sala pulita
Parliamo ora della questione della pulizia. Movimentare grandi quantità d’aria, anche con filtri HEPA, è rischioso: i ventilatori creano particelle in sospensione nell’aria, rendendo l’ambiente turbolento.
Gli irradianti a infrarossi, invece, non creano alcun problema di questo tipo. Non ci sono ventilatori, né condotti rumorosi, né vento. Questo permette di ridurre le dimensioni delle strutture necessarie per il riscaldamento e di evitare che il sistema di climatizzazione debba lavorare eccessivamente. Inoltre, è un metodo più silenzioso e pulito.
I vantaggi e gli svantaggi
Gli irradianti a infrarossi non sono perfetti per tutti i casi. Bisogna ricordare che funzionano soltanto quando c’è una linea di visibilità diretta tra l’irradiatore e il componente da riscaldare. Se i componenti hanno forme strane o profonde fessure, le onde a infrarossi non riescono a raggiungerli. In questi casi si creano zone fredde. Per risolvere questo problema, è necessario utilizzare riflettori o array di lampade per “avvolgere” il calore attorno al componente da riscaldare.
Un’altra cosa da tenere presente: le lampade ad alta potenza diventano molto calde. Se non si gestisce correttamente il raffreddamento dell’apparecchiatura, si possono danneggiare i cavi elettrici o i sensori.
In definitiva, si tratta di un compromesso: si rinuncia al comfort offerto da un ambiente riscaldato in modo uniforme, ma si ottiene una velocità di riscaldamento maggiore. Per la maggior parte di noi, è un compromesso valido.