Passare all’uso dell’irradiazione infrarossa nella semiproduzione per ridurre l’impatto ambientale
Siamo onesti: i forni tradizionali a convezione sono, in fondo, semplicemente delle “scatole giganti” che consumano moltissima energia. Nel settore dei semiconduttori, tutti cerchiamo di raggiungere obiettivi legati all’uso di materiali senza piombo e alla sostenibilità ambientale. Tuttavia, riscaldare grandi quantità d’aria solo per asciugare un chip rappresenta uno spreco di tempo e denaro.
Ecco perché sempre più persone preferiscono utilizzare l’irradiazione infrarossa. Invece di riscaldare l’intera stanza, si riscalda direttamente il substrato su cui viene applicato il materiale da asciugare.
Perché questo metodo consente risparmi energetici
Pensate a un forno tradizionale per l’asciugatura: si riscalda tutto, pareti, aria, ecc. È un metodo inefficace.
L’irradiazione infrarossa è diversa: utilizza radiazioni elettromagnetiche per trasferire energia direttamente nel materiale da asciugare. Lo chiamiamo “riscaldamento selettivo”; in parole povere, significa che si riscalda soltanto ciò che effettivamente ha bisogno di essere riscaldato.
Il vantaggio più grande? Il tempo necessario per completare il processo diminuisce da ore a secondi. È davvero veloce. E questo permette di ridurre notevolmente i costi energetici per ogni chip prodotto.
Evitare le sostanze tossiche
Gli standard legati all’uso di materiali senza piombo sono complessi, poiché i limiti di temperatura sono molto stretti. Se si superano questi limiti, si possono danneggiare i circuiti elettronici o crearsi problemi di saldatura.
Con l’irradiazione infrarossa, invece, è possibile scegliere la lunghezza d’onda appropriata – breve, media o lunga – in modo da adattarsi esattamente alle esigenze dei materiali da utilizzare. Questo permette un controllo preciso, qualcosa che non è possibile ottenere con l’aria calda. Con questa precisione, non è necessario ricorrere ad additivi contenenti piombo per mantenere stabili i materiali sotto l’effetto del calore.
La realtà sul campo di lavoro
Non sto dicendo che l’irradiazione infrarossa sia una soluzione magica. Ha i suoi svantaggi.
Innanzitutto, è necessario posizionare correttamente i sensori. Se i termocoppie vengono collocate nei punti sbagliati, si creeranno zone fredde. Non c’è aria che trasporti il calore, quindi la posizione dei sensori è fondamentale.
Inoltre, le lampade a irradiazione infrarossa emettono molta energia. Se non si utilizzano protezioni appropriate, si possono danneggiare gli strumenti stessi.
Se si vuole che questo sistema funzioni correttamente, senza compromettere la qualità dei prodotti, è necessario utilizzare controller PID a circuito chiuso. Mantenere la temperatura entro un margine di ±1°C rende tutto molto più semplice e permette ai regolatori di funzionare correttamente.