Smettiamo di riscaldare l’aria: un modo migliore per asciugare le wafer
Abbiamo sostituito quei vecchi scaldatori resistentivi presenti nelle fabbriche di semiconduttori con controllatori digitali a radiazioni infrarosse. Perché? Perché riscaldare l’intera camera di cottura solo per asciugare una singola wafer rappresenta uno spreco enorme di energia. È come riscaldare tutta la casa solo per tostare un pezzo di pane.
Portiamo il calore dove è davvero necessario
La maggior parte dei forni a convezione trascorre molto tempo a riscaldare l’aria. I nostri sistemi a radiazioni infrarosse cambiano questa situazione: utilizzano radiazioni a onde corte per trasmettere l’energia direttamente sul substrato da trattare.
Utilizziamo un controllore digitale basato su tecnologia PID per regolare la potenza in tempo reale. In questo modo si evita quel problema fastidioso legato agli strumenti analogici: la temperatura continua ad aumentare anche dopo aver raggiunto il valore desiderato. Quando smettiamo di “lottare” contro l’aria e iniziamo a riscaldare direttamente il componente, il tempo di riscaldamento diminuisce notevolmente. La nostra impronta di carbonio diminuisce, insomma: un sistema più efficiente.
I dettagli del circuito di controllo
I collegamenti elettrici devono essere precisi. Si tratta infatti di un sistema che funziona a alta frequenza. È necessario un sistema in grado di rilevare i dati forniti dal termocoppia e di regolare la potenza della lampada in millisecondi. Se il controllore non funziona correttamente, si rischiano problemi: la wafer potrebbe bruciarsi oppure rimarrebbero delle tracce di umidità. Per evitare tutto ciò, di solito combiniamo questi sistemi con SCR: in questo modo la fornitura di energia rimane costante e prevedibile.
Il problema: gestire il calore
Il problema è che le array a radiazioni infrarosse ad alta densità diventano molto calde. Anche se si riesce a risparmiare energia durante il processo di asciugatura, i ventilatori di raffreddamento devono lavorare sodo per evitare che i componenti elettronici vicini vengano danneggiati. Se si sottovaluta il sistema di ventilazione, il calore ambientale può interferire con i sensori e far spegnere l’intero sistema. È un compromesso, ma facile da gestire se si pianifica bene.
Cosa significa tutto questo per la fabbrica
In definitiva, si tratta di ridurre i consumi energetici per wafer. Stiamo trasformando un processo lento e dispendioso in uno più veloce e efficiente. Per chi vuole ridurre l’impatto ambientale delle proprie fabbriche, questa è sicuramente la soluzione migliore. Le wafer vengono processate più velocemente, e i costi energetici diminuiscono. È davvero una soluzione vincente.