Dlaczego przechodzimy na technologię promieniowania podczerwonego do produkcji półprzewodników bez ołowiu
Dążenie do standardów przyjaznych środowisku i wolnych od ołowiu zmusza nas do przemyślenia sposobu utwardzania materiałów. Stare piece konwekcyjne już nie są wystarczające. Dlatego też zdecydowaliśmy się na użycie grzejników podczerwonych w komorach próżniowych.
Zamiast nagrzewać powietrze, grzejniki podczerwone wykorzystują promieniowanie elektromagnetyczne. To czystszy sposób pracy – nie musimy korzystać z szkodliwych rozpuszczalników chemicznych, a ślad węglowy powstały w procesie suszenia znacznie spada.
Obsługa ciepła w próżni
Problem polega na tym, że w próżni nie istnieje konwekcja. Nie można po prostu nagrzać powietrza, aby osiągnąć zamierzony efekt. Grzejniki podczerwone rozwiązują ten problem, wysyłając fotony prosto do materiału. To szybkie i skuteczne rozwiązanie – można utwardzać kleje i fotooporniki bez marnowania energii na nagrzewanie całej komory. Skupiamy się tylko na pasmach absorpcji światła przez materiał, a resztę pozostawiamy bez zmian.
Elementy potrzebne do uzyskania wymaganych temperatur
Aby uzyskać żądane temperatury, używamy emiterów podczerwieni o krótkich lub średnich falach. Te urządzenia mogą dostarczyć dużo ciepła w bardzo małej przestrzeni. Zwykle otaczamy je kwarcem, aby uniknąć zanieczyszczeń płytek. Ale jest jeden problem: ponieważ w próżni nie ma powietrza, które mogłoby odprowadzić ciepło, konieczny jest specjalny system chłodzenia wodnego. Nie pomijajcie tego kroku! Jeśli system chłodzenia zawiedzie, uszczelki zostaną uszkodzone przed tym, jak zdążycie zauważyć, co się stało.
Kompromisy w praktyce
Szybkość jest niesamowita – czas procesu skraca się z godzin na minuty. Ale to nie jest idealne rozwiązanie. Ciepło podczerwone ma określony kierunek działania. Jeśli elementy mają nietypowe kształty lub złożoną geometrię, pojawią się „strefy zimna”, w których promieniowanie w ogóle nie dociera. Aby to naprawić, trzeba użyć kilku źródeł światła lub reflektorów, aby materiał był równomiernie nagrzewany.
Główną zaletą jest to, że nie trzeba emitować do powietrza substancji toksycznych. To prostszy i szybszy sposób utwardzania materiałów bez ołowiu – pod warunkiem, że zasilanie i systemy chłodzenia są w stanie poradzić sobie z takimi temperaturami.