Perché è davvero necessario utilizzare scudi in vetro di quarzo nelle fabbriche di semiconduttori
In una fabbrica di semiconduttori, la gestione termica è fondamentale. Un piccolo cambiamento di temperatura può trasformare un lotto di wafer costosi in rottami. La maggior parte di noi utilizza lampade a irraggiamento infrarosso per accelerare il processo di cottura dei wafer. Tuttavia, non si possono lasciare queste lampade esposte all’ambiente esterno. È qui che entrano in gioco gli scudi in vetro di quarzo.
Potete considerarli come delle “guardie del corpo” per i componenti termici.
Il rapporto tra calore e purezza
Utilizziamo vetro di quarzo fuso per questi scudi, perché riesce a resistere molto bene alle sollecitazioni termiche. Nelle fabbriche, le lampade vengono accese e spente continuamente. Se si utilizzasse vetro normale, quest’ultimo si romperebbe immediatamente a causa degli shock termici. Il vetro di quarzo, invece, permette ai raggi infrarossi di passare attraverso di esso senza essere assorbiti. In questo modo, il calore raggiunge effettivamente il wafer, invece di rimanere intrappolato nello scudo. Inoltre, manteniamo alti livelli di purezza nel vetro di quarzo: se diventa “sporco”, inizia ad ingiallire con il tempo. Una volta che ciò accade, lo scudo non riesce più a trattenere il calore, e bisogna aumentare l’intensità della luce per mantenere stabili le temperature di lavorazione. Nessuno vuole questo.
Protezione dagli agenti esterni
Lo scudo non serve soltanto per trattenere il calore, ma anche per proteggere i componenti termici. Queste lampade diventano così calde da causare problemi come l’emissione di gas o il deterioramento dei filamenti, se vengono lasciate esposte all’ambiente esterno. Il vetro di quarzo mantiene stabile l’ambiente interno della lampada. Inoltre, funge da barriera contro i vapori chimici e le particelle presenti nella camera di lavoro. Senza questa barriera, i componenti termici costosi rischiano di danneggiarsi molto rapidamente.
Il compromesso energetico
Se si vuole raggiungere obiettivi legati alla riduzione delle emissioni di carbonio, è utile utilizzare sistemi IR ottimizzati. Sono più efficienti, poiché non sprecano energia per riscaldare l’aria intorno al componente da trattare. Tuttavia, c’è un problema: lo spessore dello scudo. Uno scudo più spesso è più resistente, ma rallenta anche il trasferimento del calore. Bisogna trovare lo spessore ideale, in base all’intensità del calore necessario per il processo di lavorazione. Se lo spessore è eccessivo, si sprecheranno energie inutilmente.
Un ultimo consiglio: quando si collegano i componenti, assicuratevi che lo scudo sia ben posizionato. Se è leggermente storto, si creeranno punti caldi, il che potrebbe causare danni al vetro di quarzo o, peggio ancora, rovinare l’intero lotto di wafer.