Pourquoi nous passons à la chaleur infrarouge pour les semi-conducteurs sans plomb
La pression pour adopter des normes écologiques et exemptes de plomb force beaucoup d’entre nous à réévaluer la manière dont nous procédons au durcissement des matériaux. Les anciens fours à convection ne suffisent plus. C’est pourquoi nous optons pour des chauffages à rayonnement infrarouge placés dans des chambres à vide.
Au lieu de chauffer l’air, le rayonnement infrarouge utilise des ondes électromagnétiques. C’est une méthode plus propre. Plus besoin d’utiliser des solvants chimiques nocifs, et l’empreinte carbone liée au cycle de séchage diminue considérablement.
Gérer la chaleur en milieu vacuum
Le problème, c’est que dans un vide, il n’y a pas de convection. On ne peut pas simplement faire circuler de l’air chaud pour atteindre l’objectif souhaité. Les chauffages à rayonnement infrarouge résolvent ce problème en envoyant des photons directement vers le matériau à traiter. C’est rapide et efficace. On peut ainsi durcir les adhésifs et les photosensibilisateurs sans gaspiller d’énergie à chauffer chaque partie de la chambre. On cible simplement les bandes d’absorption spécifiques du matériau, sans toucher au reste.
Les détails techniques de la source de chaleur
Pour atteindre les températures nécessaires, nous utilisons des émetteurs à rayonnement infrarouge à ondes courtes ou moyennes. Ces dispositifs permettent de générer beaucoup de chaleur en un espace très petit. Nous les enveloppons généralement de quartz afin d’éviter que les wafer ne soient contaminés. Mais il y a un piège : comme il n’y a pas d’air pour transporter la chaleur loin du dispositif, il est indispensable d’utiliser un système de refroidissement par eau. Ne négligez pas cet élément. Si votre système de refroidissement tombe en panne, vos joints se brûleront avant même que vous ne vous en rendiez compte.
Les compromis réels
La vitesse est incroyable : les temps de traitement sont réduits de plusieurs heures à quelques minutes. Mais ce n’est pas parfait. La chaleur infrarouge est directionnelle. Si vos pièces ont des formes complexes, il y aura des zones où le rayonnement ne parvient pas. Pour y remédier, il faudra utiliser plusieurs groupes de lampes ou des réflecteurs pour assurer une distribution uniforme de la chaleur sur le wafer.
L’avantage majeur, c’est qu’on évite de rejeter des composés organiques volatils dans l’air. C’est donc une méthode plus propre et plus rapide pour durcir les matériaux sans plomb – à condition que votre alimentation en énergie et vos systèmes de refroidissement puissent gérer cette chaleur.