Infrarossi contro aria calda: un modo migliore per riscaldare le wafer?
Se continuate ad utilizzare l’aria calda per riscaldare le wafer, in pratica state solo aspettando che il processo sia completato. Ecco il motivo: l’aria calda si basa sulla convezione – si riscalda l’aria, e poi quest’ultima riscalda le wafer. È un metodo indiretto, che comporta dei ritardi che rallentano tutto il processo.
Il riscaldamento a infrarossi è diverso: utilizza energia radiante che colpisce direttamente la superficie delle wafer. Nessun intermediario, nessuna attesa.
I costi nascosti legati all’attesa
In un ambiente di produzione dove ogni secondo è importante, ogni secondo trascorso ad aspettare che la temperatura raggiunga il livello desiderato rappresenta una perdita di tempo e denaro. Con l’aria calda, c’è bisogno di un periodo di riscaldamento, che richiede minuti. Le lampade a infrarossi, invece, sono pronte in pochi secondi. Eliminando questo tempo di attesa, si aumenta la produttività per turno. Il processo diventa quindi più efficiente.
Come scegliere la distanza giusta tra la lampada e le wafer
Non basta semplicemente inserire una lampada a infrarossi in un forno tradizionale e sperare nel meglio. Bisogna prestare attenzione alla distanza tra la lampada e le wafer. Se la lampada è troppo vicina, si creano zone troppo calde, o peggio, le wafer possono essere danneggiate. Se invece la lampada è troppo lontana, si perde l’effetto termico desiderato e i tempi di riscaldamento aumentano. È necessario trovare un equilibrio preciso.
Di solito, per risolvere questo problema, si regola la lunghezza d’onda della luce infrarossa e la posizione delle lampade. Le onde a corta lunghezza penetrano più in profondità nel materiale, mentre quelle a media lunghezza servono per riscaldare la superficie. Bisogna quindi abbinare la distanza alle esigenze di potenza necessarie.
Il compromesso tra velocità e stabilità
Il vantaggio dei raggi infrarossi è la velocità con cui riscaldano le wafer. Tuttavia, non hanno quasi alcuna inerzia termica. Un forno a aria calda, invece, mantiene il calore per molto tempo. Un sistema a infrarossi, invece, smette di funzionare non appena viene interrotta l’alimentazione elettrica. Questo permette di avere un controllo incredibile sul profilo termico, ma richiede che i regolaggi del sistema siano perfetti. Se i sensori non funzionano correttamente, si può superare la temperatura desiderata e danneggiare tutto il lotto di wafer. Per mantenere la stabilità, sono necessari termocoppie ad alta velocità di risposta. Non ci sono scorciatoie possibili.