Neden yarı iletken üretim tesisleri fırınları terk edip kızılötesi yöntemlerini kullanıyor?
Eğer son zamanlarda bir üretim tesisinde bulunduysanız, muhtemelen bir şeyi fark etmişsinizdir: O devasa ve hantal konveksiyon fırınları giderek ortadan kalkmaya başladı. İnsanlar bunun yerine kızılötesi yöntemlerini kullanıyorlar. Neden mi? Çünkü küçük bir silikon parçasını kurutmak için tüm odayı ısıtmak oldukça israf olur. Kızılötesi ışınlar doğrudan malzemenin içine nüfuz eder. Bu yüzden günümüzde “çevre dostu” veya “kurşunsuz” ürünler genellikle kızılötesi yöntemleriyle üretiliyor.
Fiziği aslında oldukça basit.
Konveksiyon fırınlarını düşünün: Hava ısıtılır, bu da duvarları ısıtır; sonunda da parçayı ısıtır. Bu süreci sürdürebilmek için büyük fanlara ihtiyaç vardır ve enerjinin büyük bir kısmı duvarlardan kaybolur. Kızılötesi yöntemi ise farklıdır; elektromanyetik radyasyon kullanılır. Enerji doğrudan fotorezist veya yapıştırıcıya geçer. Bu yöntem çok hızlıdır. Kısa dalga boylu kızılötesi ışınlar kullanıldığında ise enerji malzemenin daha derin katmanlarına kadar ulaşır. Böylece kalın katmanlar da hasar görmeden kurutulabilir.
Temizlik ve kurşunsuzluk konusu
Kurşunsuz lehimler ve polimerlerle çalışmak oldukça zordur. Sıcaklık biraz bile fazla artarsa, waferlerde bozulmalar meydana gelebilir. İşte burada kapalı döngülü PID kontrol cihazları devreye girer. Bunlar kızılötesi lambalarla çalışarak belirlenen sıcaklığın korunmasını sağlar. Ayrıca bu yöntem daha temiz bir çalışma şeklidir; çözücü içeren maddeler yoktur, ozon üreten elementler de yoktur. Sadece elektrik enerjisi fotonlara dönüşür. Basit.
Ancak dikkat edilmesi gerekenler var…
Fırının yerine kızılötesi sistemler takarak her şeyin mükemmel çalışacağını sanamazsınız. Isı yoğunluğu çok daha yüksektir. Eğer düzenleme hatalı olursa, waferlerde bozulmalar meydana gelir. Odak uzaklıklarına dikkat etmek ve makinenin zarar görmemesi için yansıtıcı kaplamalar kullanmak gerekir. Bir diğer ipucu da enerji tüketiminizi kontrol etmektir. Kızılötesi yönteme geçiş yapmak genellikle enerji faturalarını %30-50 oranında azaltır; bu oldukça avantajlıdır. Ancak lambalar ilk çalıştığında ortaya çıkan ani enerji artışlarına elektrik panellerinizin dayanabilmesi gerektiğini unutmayın.