Perché passiamo all’uso del riscaldamento a infrarossi per i chip senza piombo
Siate onesti: quei vecchi forni a convezione sono davvero inefficienti. Sono ingombranti, lenti e consumano tantissima energia solo per riscaldare l’aria intorno al componente da trattare.
Ecco perché stiamo passando sempre di più all’uso del riscaldamento a infrarossi. È un metodo molto più efficiente per raggiungere gli standard “ecologici” e privi di piombo, senza rallentare il processo di assemblaggio. Invece di riscaldare l’intera stanza, il riscaldamento a infrarossi invia l’energia direttamente nel substrato. Non ci sono più necessarie grandi unità di ventilazione che occupano spazio nella sala pulita, e si spreca meno energia.
Come funziona effettivamente il riscaldamento a infrarossi
Pensateci come se fosse un forno a microonde rispetto a un forno tradizionale. Il riscaldamento a infrarossi utilizza radiazioni elettromagnetiche per far muovere rapidamente le molecole presenti nel rivestimento o nella resistenza. Utilizziamo emettitori a onde corte o medie per riscaldare i componenti, e questo avviene in modo rapido.
La cosa migliore? Non è necessario riscaldare l’intero chassis della macchina: basta riscaldare soltanto il wafer. In questo modo si ottiene precisione, si risparmiano costi legati all’energia elettrica, e tutto il processo diventa più efficiente.
Il “eroe nascosto”: i fili isolati in Teflon
Ecco dove le cose diventano complicate. I riscaldatori a infrarossi ad alta intensità generano temperature estremamente alte in aree molto piccole. Se si utilizzano fili standard in PVC o silicone, questi si scioglieranno. Peggio ancora, potrebbero rilasciare sostanze chimiche nell’ambiente della sala pulita. Questo è un grosso problema nei contesti legati ai semiconduttori.
Ecco perché preferiamo utilizzare fili isolati in Teflon (PTFE). Il Teflon può sopportare alte temperature; rimane stabile mentre altri materiali plastici si sciolgono. Ma, cosa ancora più importante, non rilascia composti organici volatili. Se si vuole utilizzare un sistema ecologico e privo di piombo, non si può permettere che l’isolamento dei fili contamini i wafer.
Alcune cose da tenere in considerazione
Anche il Teflon non è perfetto. È un po’ più rigido del silicone. Se si cerca di piegarlo in modo troppo stretto, si possono formare pieghe o crepe nell’isolamento. Quindi, quando si collegano i fili, bisogna lasciare un po’ di spazio tra di loro, in modo che non vi sia tensione sui terminali. Inoltre, bisogna evitare che le lampade a infrarossi entrino in contatto diretto con i fili. Anche il Teflon ha un limite di resistenza termica. Se la struttura nel cui interno si trovano i fili non è ben ventilata, il calore accumulato potrà danneggiare i fili stesso.
Con alcune piccole modifiche nel modo in cui si costruisce il sistema, si può ottenere un sistema efficiente, pulito e duraturo.