Perché stiamo passando all’uso della tecnologia di cura a raggi infrarossi per i chip senza piombo
Il mondo dei semiconduttori sta finalmente abbandonando i materiali a base di piombo e quei metodi di essiccazione che richiedono l’uso di solventi. È arrivato il momento giusto. Ma c’è un problema: è necessario raggiungere temperature precise, senza rovinare il wafer o consumare una quantità eccessiva di energia.
Ed è qui che entra in gioco la tecnologia di cura a raggi infrarossi. In pratica, si tratta del modo più efficace per raggiungere tali standard “verdi”.
La fisica alla base di questa tecnologia
Pensate a un forno convenzionale: riscalda l’aria, e poi è l’aria stessa a riscaldare la parte da trattare. È un metodo lento e inefficiente. I raggi infrarossi invece funzionano in modo diverso: utilizzano radiazioni elettromagnetiche, ovvero fotoni che colpiscono direttamente il substrato.
Nessun ventilatore enorme, nessuna unità di trattamento dell’aria. Non si spreca energia per riscaldare l’intera stanza solo per riscaldare una piccola parte del componente. È semplicemente logico.
Inoltre, i materiali senza piombo sono molto sensibili: di solito hanno punti di fusione più alti e un margine di errore molto ridotto. Con i raggi infrarossi, è possibile raggiungere la temperatura desiderata in pochi secondi. In questo modo non bisogna preoccuparsi di “soprariscaldare” i componenti circostanti mentre si attende che l’area interessata venga curata. È un metodo preciso.
Mantenere l’ambiente pulito
Se si vuole ottenere componenti senza piombo, non possono esserci emissioni nocive. Punto.
La tecnologia di cura a raggi infrarossi è un processo asciutto: non ci sono residui di combustione né sostanze chimiche pericolose nell’ambiente di lavoro. Utilizziamo emettitori a base di quarzo, quindi non c’è rischio di emissione di gas tossici.
Inoltre, questa tecnologia permette di risparmiare spazio: gli emettitori a raggi infrarossi possono essere inseriti direttamente nella linea di produzione. Le macchine diventano più piccole, e i costi energetici diminuiscono, visto che non è necessario mantenere una temperatura costante in un forno enorme.
La realtà
I raggi infrarossi non sono magici: hanno i loro limiti. Se il componente ha una forma particolare – ad esempio cavità profonde o diverse spessori – si possono verificare problemi. La superficie potrebbe surriscaldarsi prima ancora che il nucleo del componente si riscaldi. Se non si prestano attenzione alla distanza tra le luci e alla disposizione degli stessi, si possono creare zone troppo calde.
Per risolvere questo problema, di solito si utilizzano sistemi a impulsi o controllatori di potenza modulati. Questi permettono di mantenere una temperatura costante e di evitare che il componente subisca stress termico. Richiede qualche regolazione iniziale, ma una volta sistemato tutto, è semplice.