Mengapa kita beralih kepada penggunaan gelombang inframerah untuk bahan semikonduktor tanpa plumbum
Dunia semikonduktor kini sedang berusaha untuk memperbaiki cara penghasilannya. Kita sedang meninggalkan kaedah pemprosesan yang menggunakan bahan kimia berbahaya serta sistem yang bergantung pada plumbum. Di sinilah peranan gelombang inframerah menjadi penting. Ia merupakan kaedah yang paling sesuai untuk mereka yang ingin mengurangkan penggunaan bahan kimia berbahaya, kerana ia tidak memerlukan pelarut yang mudah terbakar, dan juga dapat mengurangkan penggunaan tenaga dalam bilik bersih tersebut.
Bagaimana proses pemanasan berlaku
Bayangkan oven konvensional biasa. Ia memanaskan udara terlebih dahulu, dan barulah udara tersebut memanaskan komponen yang ingin diproses. Proses ini lambat dan membazir tenaga.
Gelombang inframerah pula berbeza. Ia menggunakan radiasi elektromagnetik untuk menghantar tenaga secara langsung ke permukaan wafer. Kita tidak perlu memanaskan ruang yang penuh dengan udara; cukup sekadar memanaskan permukaan wafer sahaja. Ini menjadikan proses pemanasan lebih cepat. Apabila kita bekerja dengan bahan-bahan yang sensitif terhadap suhu, kelajuan pemanasan ini sangat penting.
Jarak yang tepat antara lampu IR dan wafer
Inilah bahagian yang rumit bagi para jurutera. Mereka perlu menentukan jarak yang tepat antara lampu IR dan wafer.
Jika lampu terlalu dekat, akan timbul titik-titik panas yang boleh merosakkan wafer. Jika lampu terlalu jauh, aliran haba akan berkurangan, dan kelajuan proses pemanasan akan menurun. Kita biasanya menyesuaikan jarak ini berdasarkan panjang gelombang lampu. Gelombang pendek sesuai untuk memanaskan permukaan wafer, sementara gelombang sederhana pula lebih efektif untuk memanaskan bahagian yang lebih dalam. Kita perlu menyeimbangkan intensiti cahaya lampu dengan kapasiti haba wafer tersebut. Lampu berintensiti tinggi memang cepat, tetapi kita memerlukan sistem kawalan PID yang tepat agar suhu tidak melebihi had yang ditetapkan.
Kelemahan penggunaan gelombang inframerah
Walaupun penggunaan gelombang inframerah dapat menjimatkan tenaga, ia juga menimbulkan masalah lain, iaitu beban haba yang tinggi pada sistem penyejukan. Oleh kerana lampu IR menghasilkan haba yang banyak dalam ruang yang kecil, komponen pendingin perlu dibina dengan baik untuk menangani beban tersebut. Jika kipas atau sistem penyejuk tidak mencukupi, elektrod pada lampu akan rosak lebih cepat daripada yang sepatutnya.
Ia merupakan pertukaran yang perlu dilakukan. Kita boleh menjimatkan tenaga dalam proses penghasilan, tetapi perlu berusaha lebih untuk menguruskan haba di sekitar mesin. Namun, ia merupakan harga yang berbaloi untuk menghilangkan penggunaan plumbum dan bahan kimia berbahaya.