Se avete mai lavorato alla progettazione di forni per ambienti puliti utilizzati nella produzione di semiconduttori, sicuramente conoscete il problema legato alle “pareti calde”. È un problema classico: si utilizza il riscaldamento per convezione per scaldare l’aria, ma quest’ultima non rimane esattamente dove vogliamo che rimanga. Colpisce tutto intorno. In poco tempo, le pareti esterne del Forno diventano roventi, il che rappresenta un pericolo per la sicurezza e rappresenta anche uno spreco di energia.
Abbiamo deciso di smettere di lottare contro l’aria e di ignorarla del tutto. Ecco perché abbiamo optato per il riscaldamento ad onde infrarosse direzionali.
Come funziona davvero
Immaginate il riscaldamento ad onde infrarosse come una torcia piuttosto che come un sistema di riscaldamento tradizionale. Invece di riscaldare l’intera stanza, esso emette radiazioni elettromagnetiche in linea retta. Posizionando correttamente la lampada e utilizzando dei riflettori, possiamo indirizzare tale energia direttamente sul wafer o sul substrato. Il calore arriva esattamente dove è necessario. Poiché le pareti del forno non sono nella “linea di tiro” delle radiazioni, rimangono fresche al tatto.
La potenza (e i limiti)
Quando si inserisce un array di irraggiamento ad alta potenza in uno spazio ridotto, la densità di calore diventa incredibile. Il riscaldamento avviene molto più rapidamente rispetto a qualsiasi sistema a aria forzata. Inoltre, è possibile riscaldare soltanto alcune zone specifiche, senza riscaldare il resto della camera.
Ma c’è un problema: richiede una maggiore precisione nel posizionamento dei componenti. Poiché i filamenti diventano estremamente caldi, è necessario posizionare i sensori con grande precisione. Se il sensore è anche solo leggermente fuori posizione, il sistema non avrà modo di regolare la temperatura prima che questa superi i valori desiderati. È quindi necessaria una grande precisione.
Un ambiente di lavoro più sicuro
Il vantaggio principale è che, non essendo necessario riscaldare le pareti, non è necessario utilizzare isolanti voluminosi né sistemi di raffreddamento rumorosi. La macchina diventa più piccola e più pulita. E, cosa ancora più importante, gli operatori non rischiano di ustionarsi semplicemente appoggiandosi alla struttura della macchina. Si ottiene così un controllo totale sulla macchina, e questo rende l’ambiente di lavoro sicuro.