Perché abbandoniamo il metodo di riscaldamento per convezione a favore dei raggi infrarossi nei chip privi di piombo
Le fabbriche stanno finalmente abbandonando quei vecchi forni a convezione e i processi di essiccazione basati sull’uso di sostanze chimiche. Tutti puntano verso l’uso dei raggi infrarossi per l’essiccazione. Perché? Perché questo metodo permette di raggiungere gli obiettivi legati all’uso di materiali “verdi” e privi di piombo, senza però compromettere la velocità di produzione.
I vantaggi dell’essiccazione con i raggi infrarossi
Pensate al riscaldamento per convezione: in pratica si riscalda un’enorme quantità d’aria, il che rappresenta uno spreco enorme di energia. Inoltre, questo metodo aumenta il rischio di contaminazione delle wafer. I raggi infrarossi, invece, utilizzano radiazioni elettromagnetiche per trasmettere l’energia direttamente sul substrato. Niente intermediari, niente aria: si raggiunge così la temperatura desiderata molto più velocemente. Questo è un grande vantaggio per i materiali privi di piombo e i polimeri, che hanno una finestra temporale limitata per funzionare correttamente; quindi la velocità è fondamentale.
Maggiore efficienza e meno inquinamento
Il vecchio metodo di essiccazione richiedeva l’uso di composti organici volatili o catalizzatori a base di metalli pesanti. Questo non è certo positivo né per il pianeta, né per le persone che lavorano nelle fabbriche. Con i raggi infrarossi, invece, possiamo utilizzare resine che si induriscono grazie ai raggi UV o termicamente. Poiché il calore viene concentrato sul substrato, non è necessario riscaldare l’intera stanza per essiccare una singola wafer. In questo modo si riduce il consumo energetico e la fabbrica diventa meno inquinata.
Un ulteriore vantaggio: meno rumore
Potete anche eliminare quei sistemi di ventilazione rumorosi. I sistemi di climatizzazione e di pulizia dell’aria potranno finalmente riposarsi.
I limiti del metodo
Tuttavia, non è tutto perfetto. Ci sono dei compromessi da prendere in considerazione. Le lampade a raggi infrarossi ad alta intensità richiedono una gestione attenta: se si utilizzano lampade ad alta potenza senza potenziare i sistemi di raffreddamento, si rischiano danni alle wafer o alle lampade stesse. È quindi necessario trovare un equilibrio tra la velocità di essiccazione e la capacità di dissipazione del calore dei componenti utilizzati.
Passare a materiali privi di piombo non è solo una questione legata alla chimica: è anche una questione legata all’hardware. Passare ai raggi infrarossi è solitamente un cambiamento semplice, purché la rete elettrica possa gestire il carico aggiuntivo generato dalle lampade.