Perché il riscaldamento a infrarossi è migliore del riscaldamento ad aria calda… e dove invece non lo è
Parliamo di quel ritardo nel processo di riscaldamento. Se si utilizza il riscaldamento ad aria calda, in pratica si deve aspettare che l’aria calda raggiunga la piastra su cui avviene il processo di lavorazione. Si tratta di un processo intermediario. Nella produzione di semiconduttori, questo ritardo rappresenta un problema grave: riduce l’efficienza del processo e rallenta tutto.
Ecco perché stiamo passando al riscaldamento a infrarossi. Questo metodo elimina completamente l’intermediario: i raggi infrarossi colpiscono direttamente la superficie da riscaldare. Niente attese, niente complicazioni.
La differenza di velocità è enorme.
Pensate a un forno a convezione: ha una grande inerzia termica. Se si modifica la temperatura, bisogna aspettare che tutta l’aria presente nel forno cambi temperatura. È un processo lento.
Le lampade a infrarossi, invece, raggiungono il bersaglio in pochi millisecondi. Le abbiniamo a termocoppie ad alta precisione, posizionate direttamente all’interno del blocco riscaldante, per mantenere tutto sotto controllo. In questo modo è possibile aumentare o diminuire la temperatura senza quegli inconvenienti legati ai forni ad aria calda.
Ma non basta semplicemente collegare una lampada e sperare nel meglio.
È necessario disporre di un sistema di feedback in grado di tenere il passo con il processo di riscaldamento. Utilizziamo termocoppie con bassa massa termica. Perché? Perché se il sensore è troppo grande, ci sarà un ritardo nella rilevazione delle variazioni di temperatura. Potreste ottenere dati che sono 2 o 3 secondi indietro rispetto a quanto realmente succede sulla superficie da riscaldare.
In una linea di produzione ad alta velocità, pochi secondi possono fare la differenza tra una piastra perfetta e un pezzo rovinato. Montiamo i sensori il più vicino possibile al substrato, per garantire una risposta rapida e precisa del sistema di controllo.
Ora, ecco il problema.
Il riscaldamento a infrarossi non è una soluzione miracolosa per ogni situazione. Anche se è estremamente veloce, può presentare dei problemi. Se la geometria della lampada non è perfettamente adattata alla struttura della piastra, si creano delle “zone calde”.
L’aria calda, invece, agisce in modo uniforme, come una coperta calda. I raggi infrarossi, invece, sono direzionali. Bisogna quindi trovare il giusto equilibrio tra la potenza della lampada e la distanza da essa, per assicurarsi che il calore si distribuisca uniformemente. E se si trascura la protezione dei componenti circostanti? Si rischia di danneggiarli mentre la piastra sta ancora cercando di riscaldarsi. Richiede un po’ più di cura, ma la velocità ottenuta ne vale la pena.