Perché utilizziamo la tecnologia di essiccazione ad infrarossi per i semiconduttori senza piombo
Quando si producono sensori MEMS, l’ultima cosa di cui si ha bisogno è un substrato contaminato. È necessario che il wafer sia asciutto e pulito. Ecco perché utilizziamo la tecnologia di essiccazione ad infrarossi: essa elimina l’umidità e i solventi, senza la necessità di utilizzare additivi chimici o catalizzatori a base di piombo. Si tratta semplicemente di energia diretta che svolge il lavoro necessario.
Come funziona realmente questa tecnologia
Pensate a un forno a convezione tradizionale: esso riscalda l’aria, e l’aria a sua volta riscalda la parte da trattare. Il processo è lento. Gli infrarossi, invece, funzionano in modo diverso: le lampade agiscono direttamente sulle molecole d’acqua o sui solventi presenti sul wafer. Per quanto riguarda i sensori MEMS, utilizziamo infrarossi a breve lunghezza d’onda: questi riescono a penetrare rapidamente nelle layer superficiali del wafer, provocando così un’evaporazione immediata. Il processo è quindi quasi istantaneo. Questo è un grande vantaggio, poiché evita il fenomeno della “secchezza superficiale”, ovvero quella situazione in cui la superficie si asciuga troppo velocemente, intrappolando i solventi al di sotto.
Seguire le norme ambientali
L’industria sta orientandosi verso prodotti senza piombo e verso soluzioni più ecologiche, e ce ne sono buoni motivi. I metodi tradizionali di essiccazione termica richiedono spesso l’uso di catalizzatori a base di metalli pesanti, per poter raggiungere temperature sufficientemente basse per permettere il processo di essiccazione. Con i infrarossi, invece, possiamo evitare tutto ciò: utilizziamo l’energia luminosa per favorire l’evaporazione e la formazione di legami chimici tra le molecole. Non vengono emessi gas tossici, né additivi pericolosi. Inoltre, questa tecnologia si integra perfettamente in un ambiente di lavorazione sterile, senza causare problemi.
Gli svantaggi da considerare
I riscaldatori ad infrarossi ad alta intensità sono molto efficaci. La densità di energia è elevata, il che è utile per accelerare il processo di essiccazione. Tuttavia, bisogna prestare attenzione al gradiente termico. Se il wafer è piuttosto sottile, l’intensità degli infrarossi potrebbe causare deformazioni del silicio. Abbiamo scoperto che utilizzare una fonte di alimentazione pulsata è la soluzione migliore: in questo modo si mantiene la temperatura del substrato entro un range di 5°C. Un altro aspetto importante è quello relativo ai ventilatori di raffreddamento e alle barriere di protezione: il calore radiante può causare problemi. Se la struttura non è ben isolata, la temperatura nell’ambiente di lavorazione aumenterà, e gli allarmi legati al sistema di climatizzazione inizieranno a suonare. Assicuratevi quindi che il sistema di raffreddamento della vostra struttura sia in grado di far fronte all’energia generata dai riscaldatori.