কেন আমরা লিড-ফ্রি সেমিকন্ডাক্টরগুলোর জন্য IR ব্যবহার করছি?
সেমিকন্ডাক্টর শিল্পটি অবশেষে নিজেদের অবস্থার উন্নতি করছে। আমরা এখন সেই বিপজ্জনক, রাসায়নিক-ভর্তি প্রক্রিয়াগুলো ও লিড-ভিত্তিক পদ্ধতিগুলো পরিত্যাগ করছি। এখানেই ইনফ্রারেড (IR) ব্যবহার করা হয়। যারা “সবুজ” পদ্ধতিতে কাজ করতে চান, তাদের জন্য এটাই সেরা বিকল্প; কারণ এতে ঝুঁকিপূর্ণ রাসায়নিকগুলোর প্রয়োজন হয় না, আর ক্লিনরুমগুলোতে অতিরিক্ত শক্তি ব্যবহৃত হয় না।
হিটিং প্রক্রিয়াটি কীভাবে কাজ করে?
একটি সাধারণ কনভেকশন ওভেনের কথা ভাবুন। ওটা বাতাসকে উত্তপ্ত করে, আর সেই উত্তপ্ত বাতাসই উপাদানগুলোকে গরম করে। এটা ধীর গতির, আর অপচয়মূলক।
কিন্তু IR-এর ক্ষেত্রে ব্যাপারটা ভিন্ন। এটা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ ব্যবহার করে শক্তিকে সরাসরি উপাদানের পৃষ্ঠে পাঠায়। আমরা বাতাসভর্তি বিশাল ধাতব বাক্সগুলোকে উত্তপ্ত করার জন্য অতিরিক্ত শক্তি ব্যবহার করি না; আমরা শুধুমাত্র উপাদানটিকেই উত্তপ্ত করি।
এর ফলে প্রক্রিয়াটি অত্যন্ত দ্রুত সম্পন্ন হয়। আর যখন আপনি সংবেদনশীল ফটোরেজিস্ট বা লিড-ফ্রি সোল্ডারপেস্ট নিয়ে কাজ করেন, তখন এই দ্রুততাটাই অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
“গোল্ডিলকস” দূরত্ব
এখানেই ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য সমস্যা দেখা দেয়। IR ল্যাম্প ও উপাদানের মধ্যের দূরত্বটি ঠিক রাখতে হয়।
যদি ল্যাম্পটি খুব কাছে থাকে, তাহলে উপাদানটি অতিরিক্ত উত্তপ্ত হয়ে যাবে; ফলে উপাদানটি বিকৃত হয়ে যাবে। আবার যদি ল্যাম্পটি খুব দূরে থাকে, তাহলে উত্তপ্তির মাত্রা কমে যাবে, ফলে কাজটি সঠিকভাবে সম্পন্ন হবে না।
আমরা সাধারণত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ভিত্তিতে এই দূরত্বটি নির্ধারণ করি। শর্টওয়েভ তরঙ্গদৈর্ঘ্য উপাদানের পৃষ্ঠকে উত্তপ্ত করতে উপযোগী; আর মিডিয়াম-ওয়েভ তরঙ্গদৈর্ঘ্য উপাদানের ভিতরে গভীরে প্রবেশ করে। আপনাকে ল্যাম্পের তীব্রতা ও উপাদানের তাপীয় প্রতিরোধক্ষমতার মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখতে হয়। উচ্চ-তীব্রতার ল্যাম্পগুলো দ্রুত কাজ করে, কিন্তু আপনাকে একটি নির্ভুল PID নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ব্যবহার করতে হয়, যাতে আপনি অনিচ্ছাকৃতভাবে লক্ষ্যমাত্রা অতিক্রম না করেন।
সমস্যাগুলো
IR ব্যবহার করলে উপাদানটিতে অনেক শক্তি সাশ্রয় হয়; কিন্তু এর ফলে তাপটি অন্য জায়গায় চলে যায়—অর্থাৎ কুলিং সিস্টেমে।
যেহেতু এই ল্যাম্পগুলো অল্প জায়গায় অনেক তাপ উৎপন্ন করে, তাই মেশিনটির কুলিং সিস্টেমকে এই তাপ সামলানোর জন্য উপযুক্তভাবে তৈরি করতে হয়। যদি ফ্যান বা ওয়াটার জ্যাকেটগুলো যথাযথভাবে কাজ না করে, তাহলে ল্যাম্পের ইলেক্ট্রোডগুলো দ্রুত ক্ষতিগ্রস্ত হয়ে যাবে।
এটা এক ধরনের সমঝোতা। আপনি প্রক্রিয়াটিতে শক্তি সাশ্রয় করতে পারেন, কিন্তু মেশিনের চারপাশের তাপ নিয়ন্ত্রণ করতে আরও পরিশ্রম করতে হবে। তবুও, লিড ও রাসায়নিকগুলো দূর করার জন্য এটা একটি যুক্তিসঙ্গত মূল্য।