Come rendere il processo termico nelle sale pulite davvero “intelligente”
Se si cerca di portare una fabbrica di semiconduttori nell’era dell’Industria 4.0, si capisce subito che non basta semplicemente installare dei software sofisticati. È necessario disporre di hardware in grado di interagire correttamente con i dati raccolti.
Il problema è che i sistemi di riscaldamento tradizionali basati sulla convezione sono estremamente lenti e poco efficienti. In una sala pulita, affidarsi al movimento dell’aria per trasmettere calore è un rischio: ciò può disturbare il flusso laminare dell’aria e causare la formazione di contaminanti.
Ecco perché preferiamo i sistemi a infrarossi ad alta efficienza: essi utilizzano il calore radiativo diretto. Non c’è bisogno di aria come mezzo di trasmissione del calore, il che riduce notevolmente i rischi.
La magia del controllo in tempo reale
Una “fabbrica intelligente” è semplicemente una fabbrica che sfrutta al massimo i propri dati. Poiché i sistemi a infrarossi reagiscono quasi istantaneamente, sono perfetti per questo scopo.
Quando questi sistemi vengono collegati a un PLC dotato di controllo PID, tutto cambia: non si deve più indovinare, ma si può vedere in tempo reale lo stato termico delle parti trattate. Si tratta di una modulazione della potenza in millisecondi.
Questo è molto diverso dai termocircuiti tradizionali, che presentano un ritardo termico fastidioso. Con i sistemi a infrarossi, la temperatura del wafer aumenta in modo preciso, il che significa meno scarti durante le fasi di cottura o incollaggio. È davvero un grande vantaggio.
Risparmiare spazio
Lo spazio disponibile nelle sale pulite è estremamente prezioso. Ogni centimetro conta.
I dispositivi a infrarossi permettono di ottenere una grande quantità di calore in uno spazio ridotto. Inoltre, utilizzando onde a breve lunghezza, è possibile posizionare la sorgente di calore più lontano dal substrato senza perdere energia. Questo permette di avere più spazio per i sensori e i bracci robotici, così da poter svolgere al meglio il proprio lavoro.
Le sfide da affrontare
Tuttavia, non tutto è perfetto. I sistemi a infrarossi ad alta densità richiedono molta energia. Se si intende utilizzare sistemi ad alta potenza, è necessario verificare attentamente i pannelli elettrici. Bisogna essere pronti ad affrontare la corrente iniziale elevata, altrimenti i circuiti elettrici potrebbero spegnersi continuamente.
Inoltre, c’è il problema del calore in eccesso: anche se il calore viene irradiato in modo mirato, il corpo dei dispositivi si riscalda comunque. Se il sistema di condizionamento non è sufficientemente potente per assorbire questo calore in eccesso, la temperatura ambiente aumenterà, e si torna al punto di partenza.
Ma una volta risolti questi problemi, non è più necessario “impostare e dimenticare” i sistemi di riscaldamento. Si ottiene così una linea di produzione in cui ogni ciclo termico viene registrato, verificato e conservato nei dati.