Perché stiamo passando all’uso della tecnologia di indurimento a onde infrarosse nelle fabbriche di produzione di wafer
Siamo onesti: i forni tradizionali basati sul principio di convezione sono davvero inefficienti. Sono lenti, richiedono l’uso di sostanze chimiche pericolose e, in pratica, servono soltanto per riscaldare l’aria presente nella stanza. Stiamo quindi abbandonando questo metodo. Invece, preferiamo utilizzare la tecnologia di indurimento a onde infrarosse.
Qual è la grande differenza? Le onde infrarosse non interessano affatto l’aria: agiscono direttamente sul materiale da trattare. Ecco perché tutti parlano di questa tecnologia come del modo migliore per eliminare l’uso del piombo e ottenere un processo produttivo più ecologico.
Eliminazione delle perdite energetiche
Pensate a un forno tradizionale a aria forzata: bisogna investire molte risorse per riscaldare l’aria presente nella stanza. È uno spreco.
Con le onde infrarosse, invece, utilizziamo sensori ed emissori per dirigersi direttamente sulla superficie del wafer. Poiché il calore viene applicato solo sul wafer e non sull’intera stanza, non è necessario utilizzare quegli acceleratori basati su solventi, contenenti piombo e altre sostanze pericolose. Il consumo energetico rimane quindi molto basso. Inoltre, il sistema di climatizzazione non deve lavorare sforzandosi troppo per raffreddare l’ambiente. È semplicemente più efficiente.
Il problema legato all’assenza di piombo
Se si lavora con saldature o polimeri senza piombo, si sa quanto possa essere complicato il processo. È necessario un profilo termico preciso e veloce. Se il riscaldamento avviene troppo lentamente, si verificano fenomeni di crescita intermetallica, e i connetti tra i componenti vengono distrutti.
Le onde infrarosse permettono di raggiungere la temperatura desiderata in pochi secondi.
Tuttavia, non basta semplicemente impostare i parametri e dimenticarsene. Utilizziamo sensori ad alta precisione per monitorare in tempo reale la temperatura del wafer. Si tratta di un sistema a ciclo chiuso, che evita che il wafer surriscaldi. Se i sensori non funzionano correttamente, il wafer potrebbe deformarsi. È quindi necessario utilizzare strumenti di misurazione altamente precisi, per mantenere la temperatura entro un range di ±1°C. È una condizione difficile da rispettare, ma è l’unico modo per ottenere buoni risultati.
I limiti della tecnologia
Le onde infrarosse sono sicuramente rapide, ma non sono magiche. Il principale problema è l’“effetto bordo”: poiché il wafer è rotondo, i bordi assorbono il calore più velocemente rispetto al centro. È un problema frustrante.
Per risolverlo, dobbiamo regolare gli emissori o utilizzare riflettori speciali per equilibrare il flusso di calore. Se si trascura questo aspetto, si otterrà un indurimento irregolare del wafer, e questo è un problema che bisogna assolutamente evitare.