Perché passiamo all’uso della tecnologia di essiccazione a raggi infrarossi per i chip senza piombo
La tendenza verso l’uso di processi produttivi “verdi” e privi di piombo non è soltanto una moda: è la direzione in cui sta andando l’industria. Per molto tempo abbiamo utilizzato forni a convezione. Ma, onestamente, riscaldare grandi quantità d’aria solo per asciugare le wafer è uno spreco di risorse. È un processo lento, richiede molta energia e, inoltre, fa sì che le particelle presente nell’aria vengano disperse ovunque.
Ecco perché abbiamo optato per la tecnologia di essiccazione a raggi infrarossi. Invece di riscaldare l’intera stanza, i raggi infrarossi trasmettono l’energia direttamente sulla wafer. Niente intermediari, niente aria riscaldata: solo radiazioni dirette.
Come funziona davvero questa tecnologia
Immaginate che le lampade a raggi infrarossi “parlino lo stesso linguaggio” del fotorestatore o dell’agente di essiccazione. Quando la luce colpisce la superficie della wafer, viene assorbita immediatamente. Non c’è bisogno di aspettare che la camera raggiunga una certa temperatura: basta premere un interruttore e si ha subito calore. Questo rappresenta un grande vantaggio, poiché permette di eliminare quei vecchi stabilizzatori a base di piombo necessari ai forni a convezione per resistere alle alte temperature.
Utilizziamo appunto raggi infrarossi a breve lunghezza d’onda: questi riescono a penetrare più in profondità nella superficie della wafer, essiccandola in tempi brevissimi. In questo modo il substrato di silicio non deve rimanere sotto calore per lunghi periodi. Il “budget termico” rimane quindi basso, e le wafer rimangono in buone condizioni.
I compromessi (perché niente è perfetto)
Ovviamente, non tutto è perfetto. Quando si concentra tanta energia in un unico punto, i sensori devono essere estremamente precisi. Se i sensori a raggi infrarossi non sono impostati sulla lunghezza d’onda corretta, si potrebbe finire per danneggiare i bordi della wafer. Il trucco consiste nell’equilibrare la potenza della lampada grazie a un sistema di feedback preciso, in modo che la temperatura rimanga esattamente dove deve essere.
Un ambiente di produzione più pulito
Il vantaggio più grande è che i sistemi a raggi infrarossi rendono l’ambiente di produzione più pulito. Non ci sono residui di combustione né correnti d’aria contenenti sostanze chimiche che contaminano l’ambiente di lavoro. Per gli ingegneri, questo rappresenta davvero un sogno: le macchine diventano più piccole e non è più necessario utilizzare tutti quei condotti complessi. Questo permette di raggiungere gli obiettivi legati alla riduzione delle emissioni di carbonio, senza però ridurre la velocità di produzione.