Come gestire il calore nella produzione di chip quantistici
Quando si passa dalla produzione di componenti elettronici tradizionali a quella di chip quantistici, si capisce subito che il calore rappresenta un problema importante. Non si può semplicemente “riscaldare” il pannello su cui vengono realizzati i chip. Ecco perché utilizziamo stazioni di riscaldamento digitale dotate di lampade a infrarossi a onde corte. Si tratta, in pratica, di un “attacco termico mirato”. Invece di riscaldare l’intero pannello, queste lampade concentrano il calore esattamente dove è necessario, così da evitare che il substrato si deformi o si pieghi durante il processo di lavorazione.
La potenza necessaria
Queste stazioni sono progettate per gestire elevate quantità di energia. Quando una lampada a infrarossi ad alta tensione viene accesa, il calore si genera immediatamente. In una sala pulita, la velocità è fondamentale: bisogna raggiungere la temperatura desiderata immediatamente, non tra dieci minuti… Altrimenti si rischia ossidazione o contaminazione. Il problema è che è necessaria una stabilità assoluta: anche una variazione del 5% nella potenza prodotta dalle lampade può causare zone troppo calde sul chip quantistico. E in questo campo, avere zone troppo calde significa disastro.
Perché il quarzo?
Utilizziamo tubi di quarzo riempiti di halogeni. Il quarzo è ottimo perché permette alle radiazioni a infrarossi a onde corte di passare attraverso di esso, senza che la lampada ne assorba l’energia. Alcune delle nostre stazioni sono dotate addirittura di rivestimenti speciali che permettono di modificare lo spettro di emissione delle lampade. Questo è fondamentale: garantisce che il calore venga distribuito uniformemente nei vari strati del PCB, invece di bruciare soltanto la superficie esterna. Utilizziamo connettori R7s o Sk15, perché funzionano bene. Inoltre, quando una lampada si rompe, è possibile sostituirla in pochi secondi, senza dover smontare tutta la macchina.
La realtà sul campo
Dobbiamo essere onesti: l’uso di sistemi di riscaldamento ad alta intensità comporta dei costi. I tempi di ciclo diminuiscono, il che è positivo, ma queste stazioni producono una grande quantità di calore. Se la ventilazione non riesce a gestire tale quantità di calore, i valori di temperatura potrebbero variare. Per evitare ciò, consigliamo l’uso di controller PID a circuito chiuso. Questi dispositivi mantengono la temperatura costante, evitando che il chip quantistico venga danneggiato durante il processo di trattamento.