Perché passiamo dagli scaldatori ad aria calda agli scaldatori a raggi infrarossi nei sistemi a vuoto
Se lavorate nel settore della produzione di semiconduttori, conoscete bene questa situazione: avete bisogno di calore, e lo avete bisogno rapidamente. Per lungo tempo abbiamo utilizzato la circolazione forzata dell’aria, ma c’è un problema grave: non si può far passare aria calda in un ambiente a vuoto… non c’è nulla con cui far circolare l’aria.
Pertanto, passiamo a degli scaldatori a raggi infrarossi compatibili con gli ambienti a vuoto. Non si tratta soltanto di un modo diverso per riscaldare i materiali, ma anche di un modo per risparmiare tempo.
Il tempo è sempre importante
L’aria calda funziona lentamente: bisogna prima riscaldare l’aria stessa, poi le pareti della camera di lavoro, e infine il chip stesso. È necessario aspettare molto tempo.
Gli scaldatori a raggi infrarossi invece funzionano in modo diverso: utilizzano fotoni che viaggiano alla velocità della luce. In questo modo, il materiale viene riscaldato rapidamente. Abbiamo visto che i tempi di riscaldamento sono diminuiti da diversi minuti a pochi secondi soltanto. Quando la fabbrica funziona 24/7, questi secondi risparmiati rappresentano un vantaggio enorme.
Non è semplice come collegare una lampada normale
Non si può semplicemente inserire una lampada a raggi infrarossi in una camera a vuoto: ciò distruggerebbe tutto. Le lampade normali emettono sostanze nocive nell’ambiente pulito in cui lavoriamo.
Per evitare questo problema, utilizziamo rivestimenti e sigilli in quarzo appositi per l’uso in ambienti a vuoto. Anche i filamenti sono diversi: poiché non c’è ossigeno per alimentarli, i materiali devono essere selezionati con cura affinché non si brucino.
Il problema: bisogna fare attenzione ai punti freddi
Gli scaldatori a raggi infrarossi funzionano velocemente, ma sono direzionali: riscaldano soltanto quelle aree che riescono a “vedere”. Se il componente da riscaldare ha una forma complicata, ci saranno punti freddi. Bisogna quindi prestare molta attenzione alla posizione delle lampade e all’angolazione dei riflettori. Altrimenti, alcune parti del componente rimarranno fredde, mentre altre diventeranno troppo calde.
Un consiglio
Abbinate questi scaldatori a un controllore PID efficace e a un pirometro. È tentingante aumentare la potenza per ridurre ulteriormente i tempi di riscaldamento, ma bisogna fare attenzione: se si esagera, si rischia di danneggiare il quarzo o il substrato su cui si lavora. È fondamentale mantenere un equilibrio preciso.