Perché stiamo passando all’uso della tecnologia di essiccazione a onde infrarosse per i chip privi di piombo
Il modo in cui produciamo i semiconduttori sta cambiando. Stiamo finalmente abbandonando quei vecchi metodi di essiccazione basati su solventi e materiali contenenti piombo. Per noi, ciò significa affidarci sempre di più alla tecnologia di essiccazione a onde infrarosse.
Qual è la grande differenza? Le onde infrarosse colpiscono direttamente la superficie del wafer. Immaginate un forno a convezione: bisogna riscaldare tutto l’aria presente nella camera per poter completare il processo. È uno spreco di tempo e di energia. Le lampade a onde infrarosse, invece, inviano l’energia esattamente dove è necessaria. È un metodo più efficiente e veloce.
La parte scientifica (semplificata)
Ecco come funziona realmente: si adatta lo spettro di emissione della lampada a quello che il materiale del wafer assorbe effettivamente. Utilizzando emettitori a onde corte o medie, è possibile trasmettere calore nelle layer di adesivi o di fotoresistente in pochi secondi. Non c’è bisogno di aspettare che il forno raggiunga una temperatura specifica: il calore viene trasmesso direttamente dove serve.
E per quanto riguarda l’aspetto “ecologico”? Si tratta principalmente dell’eliminazione dei VOC e dei solventi nocivi. L’energia delle onde infrarosse gestisce da sola il processo di polimerizzazione ed evaporazione. Non abbiamo più bisogno di quei catalizzatori chimici contenenti metalli pesanti. È quindi un metodo più pulito.
I punti complicati
Tuttavia, non è tutto così semplice. Passando all’uso delle onde infrarosse, bisogna rivisitare completamente il sistema di gestione termica. Queste lampade generano molta energia in uno spazio molto piccolo. Se i ventilatori di raffreddamento o le strutture di raffreddamento non sono opportunamente regolati, si possono verificare problemi: i bordi del wafer potrebbero danneggiarsi o le lampade potrebbero fondersi. È quindi necessario trovare un equilibrio preciso.
Ecco perché consigliamo sempre l’uso di controller PID precisi. Non bisogna permettere che la potenza emessa dalla lampada aumenti improvvisamente, altrimenti si potrebbe distruggere il film sottile presente sul wafer prima ancora di rendersene conto.
Come funzionano questi sistemi nella pratica
Il vantaggio principale è che questi sistemi possono essere installati facilmente al posto dei vecchi sistemi di raffreddamento. Si ottiene così più spazio disponibile e si riducono le spese legate all’energia elettrica. Inoltre, poiché non viene disperso aria calda ovunque, non c’è rischio che particelle finiscano sulla superficie del wafer. Tutto rimane pulito e ordinato. Il processo diventa quindi più semplice e efficiente.