Чому ми переходимо на використання інфрачервоного випромінювання для виробництва безсвинцевих напівпровідників
Світ напівпровідників нарешті починає покращувати свої методи виробництва. Ми відмовляємося від тих небезпечних процесів сушіння, які передбачають використання хімікатів, а також від технологій, які базуються на свинці. Саме тут і входить у гру інфрачервоне випромінювання. Це ідеальне рішення для тих, хто прагне до „зеленої“ технології – адже цей метод не потребує використання летких розчинників та значно зменшує споживання енергії.
Як саме працює цей метод нагрівання
Уявіть собі звичайну конвективну піч. Вона нагріває повітря, а потім це повітря нагріває деталь. Цей процес є повільним та неефективним.
Інфрачервоне випромінювання працює інакше – воно використовує електромагнітне випромінювання для подачі енергії прямо на поверхню пластини. Ми не марнуємо енергію на нагрівання великої металевої коробки, наповненої повітрям; ми просто нагріваємо саму пластину. Це робить процес нагрівання надзвичайно швидким. Особливо це важливо при роботі з чутливими фоторезистами чи безсвинцевими пастами для паяння – матеріалами, які потребують точного контролю температури.
„Ідеальна“ відстань
Тут починаються проблеми для інженерів. Потрібно правильно вибрати відстань між лампою та пластиною. Якщо лампа знаходиться занадто близько, на поверхні пластини будуть утворюватися точки підвищеної температури, що може призвести до деформації пластини. Якщо ж лампа знаходиться занадто далеко, температура нагрівання знижується, що також призводить до проблем.
Ми зазвичай коригуємо цю відстань з урахуванням довжини хвилі. Короткі хвилі чудово підходять для нагрівання поверхні, а середні хвилі дозволяють нагріти матеріал глибше. Справа полягає у збалансуванні інтенсивності випромінювання та теплової маси пластини. Лампи з високою інтенсивністю дозволяють швидко нагріти пластину, але потрібна дуже точна система керування температурою, щоб уникнути перегріву.
Недоліки
Перехід на використання інфрачервоного випромінювання дозволяє заощадити багато енергії, але це призводить до того, що тепло поширюється в інші частини пристрою – у систему охолодження. Оскільки ці лампи виробляють велику кількість тепла, корпус пристрою повинен бути розроблений так, щоб він міг впоратися з цим навантаженням. Якщо вентилятори чи системи охолодження не справляються з цим завданням, електроди ламп починають швидко виходити з ладу.
Це своєрідний компроміс: ми заощаджуємо енергію під час процесу виробництва, але мусимо докласти більше зусиль для контролю температури навколо пристрою. Проте це ціна, яку варто заплатити за можливість позбутися свинцю та хімікатів.