Perché è meglio usare il riscaldamento a infrarossi per asciugare le wafer
Se lavorate nella produzione di MEMS, sicuramente conoscete i problemi legati all’asciugatura delle wafer dopo un processo di etching o di pulizia. È davvero un ostacolo significativo. La maggior parte dei laboratori che visito utilizza ancora metodi basati sull’uso dell’aria calda. È un metodo “tradizionale”, ma onestamente è lento.
L’aria non è affatto efficace nel trasportare il calore. Bisogna aspettare molto tempo affinché l’aria riesca a superare la tensione superficiale del liquido, prima che il solvente possa evaporare. È frustrante.
Il problema del tempo
Pensate a come funziona un forno a convezione: bisogna riscaldare l’intera camera prima di poter iniziare. È un processo lento.
Il riscaldamento a infrarossi funziona in modo diverso: invece di riscaldare l’aria, le onde infrarosse penetrano direttamente nel liquido e raggiungono la superficie della wafer. In pratica, si elimina il “mediatore” tra il calore e la wafer stessa.
Ho visto che il tempo necessario per l’asciugatura diminuisce da diversi minuti a pochi secondi semplicemente passando al riscaldamento a onde corte. Non è che il calore sia “migliore”, ma l’energia arriva immediatamente dove è necessaria. Per chi lavora su larga scala, ciò significa che le stazioni di asciugatura occupano meno spazio e i prodotti vengono elaborati più velocemente.
Gli svantaggi
Non è tutto perfetto. I termoidraulici a infrarossi generano molta energia in uno spazio ridotto. A differenza di un ventilatore, una lampada a infrarossi crea un forte gradiente termico.
Se i controller PID e i sensori non vengono regolati correttamente, si possono verificare problemi: è possibile surriscaldare i bordi della wafer o causare shock termici. Inoltre, è importante prestare attenzione alla distanza tra la lampada e la wafer: anche pochi millimetri di errore possono causare punti di surriscaldamento che rovinano il lavoro.
Come integrarlo nella linea di produzione
Sostituire un forno a convezione con un sistema a infrarossi è generalmente un processo semplice, ma non bisogna dimenticare la questione elettrica. Le lampade a infrarossi consumano molta corrente, soprattutto all’inizio del funzionamento. Assicuratevi che i pannelli elettrici siano in grado di gestire il carico massimo prima di accendere le lampade.
Una volta sistemata la parte elettrica, il vantaggio principale è il silenzio: niente ventilatori, niente tubazioni, nessun rumore. Meno componenti mobili significa meno possibilità di guasti, e meno vibrazioni vicino ai sensori sensibili. È semplicemente… più efficiente.