Smettete di aspettare che i vostri forni funzionino: perché le tecniche a raggi infrarossi stanno vincendo nel settore della semiconduttoristica
Vedo ancora troppe linee di produzione di semiconduttori che utilizzano aria calda per la cottura e l’essiccazione dei componenti. È un metodo “tradizionale” e affidabile, ma, onestamente, è molto lento.
Il problema è che l’aria è davvero pessima nel trasferire calore. Bisogna impiegare molto tempo per riscaldare completamente la camera in cui avviene il processo di lavorazione. È uno spreco di energia enorme, e inoltre bisogna continuamente controllare il timer.
Il costo nascosto dell’attesa
L’aria calda si basa sulla convezione: il calore deve viaggiare dall’aria alla superficie del materiale. Con i raggi infrarossi, invece, non c’è bisogno di questo passaggio intermediario. Invece di riscaldare l’aria, si invia direttamente radiazione elettromagnetica nel materiale. Non c’è alcun ritardo nel riscaldamento: il tempo necessario per raggiungere la temperatura desiderata passa da minuti a secondi. Non bisogna aspettare che i ventilatori spingano l’aria calda nella stanza; si raggiunge quasi immediatamente la temperatura desiderata.
Riprendere spazio utile
Un altro vantaggio è che i sistemi a raggi infrarossi occupano meno spazio. Non è più necessario utilizzare quei tubi ingombranti e quei ventilatori enormi che occupano tanto spazio. Al loro posto, si possono utilizzare array di raggi infrarossi mirati. È possibile effettuare un riscaldamento zonale: se una parte del chip ha bisogno di più calore rispetto alle altre, basta regolare l’intensità della luce in quella specifica area. Questo non è possibile con l’uso di aria calda: o si ha abbastanza calore o non se ne ha affatto.
Gli svantaggi (perché ce ne sono sempre)
I raggi infrarossi non sono la soluzione perfetta per ogni situazione. Poiché il calore viene applicato direttamente sulla superficie del materiale, c’è il rischio che lo strato esterno venga bruciato prima che il nucleo del materiale si riscaldi. È quindi necessario scegliere correttamente la lunghezza d’onda dei raggi infrarossi: lunghezze d’onda corte o medie, a seconda di ciò che il materiale assorbe effettivamente. Se si sceglie la lunghezza d’onda sbagliata, l’energia viene semplicemente riflessa, e bisogna ricominciare da capo.
Ma per le aziende che vogliono aumentare la produttività, questa è senz’altro la soluzione migliore. Si tratta di ridurre il tempo necessario per il riscaldamento: quando si riduce di circa il 60% il tempo di riscaldamento, la produzione totale aumenta. E il bello è che si può farlo senza acquistare macchinari aggiuntivi o riempire lo spazio disponibile con attrezzature inutili.