چرا از فرهای هوای گرم برای فرآیندهای تولید بدون سرب، به جای فرهای حرارتی معمولی استفاده میکنیم؟
برای مدت طولانی، ما همه چیز را در فرهای هوای گرم قرار میدادیم و امیدوار بودیم که نتیجه خوبی خواهد داشت. اما اوضاع در حال تغییر است. با توجه به الزامات مربوط به استفاده از مواد بدون سرب و سازگار با محیط زیست، صنعت به سمت فناوری مادون قرمز حرکت کرده است. این روش بیشتر در فرآیندهای مربوط به استفاده از چسبهای ویژه مورد استفاده قرار میگیرد؛ چرا که در این حالت، اگر دما کمی اشتباه باشد، کل محصول بیفایده خواهد بود.
تفاوت واقعی: مادون قرمز در مقابل هوای گرم
فرهای معمولی، هوا، دیوارهها و سایر اجزای موجود در فر را گرم میکنند؛ این کار باعث هدررفت انرژی زیادی میشود، زیرا ویفر باید منتظر گرم شدن هوا باشد تا بتواند پخته شود.
اما در فناوری مادون قرمز، انرژی مستقیماً به سطح ویفر منتقل میشود. این روش بسیار سریع است؛ ما آن را «گرمایش انتخابی» مینامیم، زیرا میتوانیم فقط چسب یا مواد مربوطه را گرم کنیم، بدون اینکه سایر اجزا گرم شوند. این کار باعث کاهش هزینههای انرژی و افزایش سرعت تولید میشود.
مشکلات مربوط به استفاده از مواد بدون سرب
جوشهای بدون سرب نیاز به دمای بالاتری دارند؛ در غیر این صورت، حبابهای هوایی ایجاد میشوند که اتصالات را خراب میکنند.
اما با استفاده از لامپهای مادون قرمز، میتوان دمای مورد نیاز را در عرض چند ثانیه به دست آورد.
نکته جالب این است که میتوان طول موج لامپها را تنظیم کرد تا با ویژگیهای شیمیایی مواد مورد استفاده سازگار شود. این کار باعث جلوگیری از ایجاد حبابهای هوایی میشود.
اما مشکل اینجاست که لامپهای مادون قرمز انرژی زیادی تولید میکنند؛ اگر فنهای خنککننده مناسب نباشند، ویفر دچار گرمای بیش از حد خواهد شد و سنسورهای دما نیز دقت خود را از دست خواهند داد. این یک تعادل دشوار است.
مزایا و معایب
فناوری مادون قرمز یک راهحل جادویی نیست؛ باید با مشکلاتی مانند «سایهزدگی» کنار آمد.
اگر قطعات در فرمولاسیونهای مختلف قرار داشته باشند، پرتوهای مادون قرمز نمیتوانند به تمام نقاط ویفر برسند. برای حل این مشکل، از محفظههای بازتابنده یا مجموعههایی از لامپها استفاده میشود که از زوایای مختلف به ویفر نور میتابانند. این روش فضای بیشتری را در کارخانه اشغال میکند، اما تنها راه برای اطمینان از پخته شدن یکنواخت ویفر از لبههای مختلف آن است.