Perché stiamo abbandonando il sistema di riscaldamento ad aria calda nella produzione di semiconduttori
Se avete mai trascorso del tempo a sistemare l’equipaggiamento necessario per le sale pulite, conoscete bene i problemi legati al riscaldamento dell’aria. È una fase del processo che sembra sempre richiedere molto tempo.
La maggior parte delle fabbriche tradizionali continua ad utilizzare il sistema di riscaldamento ad aria calda. Il problema è che si tratta di un processo complesso: bisogna prima riscaldare l’aria, poi sperare che il calore arrivi effettivamente fino al substrato su cui vengono prodotti i semiconduttori. È un processo lento e inefficiente. Inoltre, è piuttosto frustrante quando si cerca di rispettare i tempi stabiliti.
Ecco perché molti di noi stanno passando al sistema di riscaldamento a raggi infrarossi a breve lunghezza d’onda. In questo modo non c’è più bisogno di riscaldare l’aria.
Smettete di riscaldare l’aria
Pensateci così: il sistema di riscaldamento ad aria calda si basa sulla convezione, che in pratica significa aspettare che l’ambiente diventi abbastanza caldo affinché il calore possa raggiungere il substrato. I raggi infrarossi, invece, non hanno bisogno dell’aria: utilizzano radiazioni elettromagnetiche per trasmettere energia direttamente nel materiale. Non c’è quindi bisogno di perdere tempo a riscaldare l’intera stanza; basta riscaldare soltanto la parte interessata. Il tempo necessario per raggiungere la temperatura desiderata diminuisce notevolmente.
Più wafer, meno spazio occupato
Con il sistema a raggi infrarossi, la zona di riscaldamento può essere molto più piccola. Poiché il calore è altamente concentrato, non c’è bisogno di quelle grandi camere di riscaldamento. Questo permette di liberare un sacco di spazio all’interno della fabbrica.
Ma il vero vantaggio è la velocità. Immaginate di poter ridurre da 10 minuti a soli 2 minuti il tempo necessario per riscaldare i wafer. In questo modo si possono produrre molti più wafer all’ora, senza dover acquistare e installare nuove macchine.
La realtà
I raggi infrarossi non sono una soluzione miracolosa: hanno i loro limiti. Poiché il calore è molto diretto, si possono verificare problemi legati all’assenza di calore in alcune zone. In questi casi, è ancora necessario utilizzare il sistema di convezione per compensare le carenze.
Inoltre, bisogna fare attenzione: le lampade ad alta potenza diventano estremamente calde ai loro terminali. Se si opera 24/7, non bisogna trascurare gli impianti di raffreddamento. Altrimenti, si rischia che i connettori si brucino e si verifichino fermi imprevisti.