Come far funzionare al meglio le camere a vuoto con il riscaldamento a radiazioni infrarosse
Se state pianificando di creare una fabbrica intelligente, probabilmente avrete capito che gestire il calore è un compito molto più complicato del previsto. Lavorando in una camera a vuoto, non si può fare affidamento sull’aria per trasportare il calore: la convezione semplicemente non avviene. Resta quindi soltanto la radiazione. Ecco perché il riscaldamento a radiazioni infrarosse è la soluzione ideale: permette di riscaldare il substrato senza bisogno di alcun mezzo intermediario.
Rendere il riscaldamento “intelligente”
Una fabbrica intelligente, in realtà, è semplicemente un modo elegante per dire che si desiderano dati precisi e affidabili. Il problema degli elementi di riscaldamento tradizionali è che reagiscono molto lentamente. Utilizziamo invece lampade a radiazioni infrarosse a onde corte: esse reagiscono quasi istantaneamente quando si modifica la tensione applicata. Quando tali lampade vengono collegate a un controllore PID a circuito chiuso, si ottiene un livello di controllo davvero efficace. È possibile visualizzare in tempo reale la mappa termica e regolare la temperatura esattamente dove è necessario. Se si temono problemi legati allo stress sui wafer, questo sistema permette di evitare tali problemi.
I limiti e come affrontarli
Il problema è che i sistemi a radiazioni infrarosse ad alta densità spruzzano una grande quantità di energia sul substrato. Questo è utile per ridurre i tempi di ciclo, ma non si tratta certo di energia “gratuita”. Tutto quel calore rappresenta una vera sfida per i sistemi di raffreddamento. Se si utilizza un sistema ad alta potenza senza aumentare contemporaneamente il flusso d’acqua fredda, si rischiano problemi legati al surriscaldamento delle pareti della camera. È un classico compromesso: maggiore potenza significa che è necessario trovare un modo migliore per mantenere il resto della macchina a temperatura controllata.
Perché questo sistema funziona bene nella produzione
Progettiamo questi sistemi in modo modulare. Perché? Perché le lampade, col tempo, si consumano. Non vorremmo trascorrere tutto il fine settimana a ricalibrare l’intero sistema solo perché una lampada si è bruciata. Si preferisce quindi utilizzare elementi di sostituzione pronti all’uso. Inoltre, poiché tutto è digitale, il PLC può monitorare il tempo di funzionamento delle lampade. In questo modo si può intervenire prima che si verifichi un guasto che possa interrompere la produzione. In questo modo, la manutenzione diventa un processo ordinato e pianificato. È veloce, compatto e in grado di tenere il passo con una linea di produzione digitale.