Dlaczego fabryki półprzewodników zastępują wielkie piecze urządzeniami do utwardzania metodą IR
Większość fabryk półprzewodników porzuca te ogromne piecyki konwekcyjne. To ma sens – w obliczu dążenia do korzystania z zielonej energii oraz surowych regulacji dotyczących materiałów bez ołowiu, stary sposób działania przestał być skuteczny.
Prawdziwym sekretem jest to, że metoda utwardzania metodą IR zupełnie ignoruje powietrze. Energia jest kierowana bezpośrednio na podłoże. Po co marnować mnóstwo energii na ogrzewanie ścian gigantycznej metalowej skrzyni, skoro można po prostu ogrzać elementy, nad którymi się pracuje?
Jak to właściwie działa
Można to przyrównać do bezpośredniego dostarczania energii. Zamiast czekać, aż gorące powietrze rozchodzi się po pomieszczeniu, metoda IR wykorzystuje promieniowanie elektromagnetyczne, aby poruszyć cząsteczki znajdujące się w fotorezystach lubklejach.
Proces ten następuje niemal natychmiastowo. Ponieważ fale te przenikają do materiału, utwardzenie następuje od wewnątrz na zewnątrz. Dzięki temu proces utwardzania przebiega znacznie szybciej, a komponenty nie są narażone na niepotrzebne obciążenie cieplne przez całe godziny.
Problem z materiałami bez ołowiu
Tu pojawia się trudność: spawy i polimery bez ołowiu wymagają znacznie większej ilości ciepła do utwardzenia niż tradycyjne materiały zawierające ołów.
Problem z piecami konwekcyjnymi polega na tym, że próba osiągnięcia tak wysokich temperatur często skutkuje przegrzaniem całej reszty elementów na płycie drukowanej. To jak próba ogrzania jednego kawałka pizzy poprzez podgrzanie całego domu do 100 stopni.
Krótkofalowe promienie IR rozwiązują ten problem. Dostarczają precyzyjną, intensywną dawkę ciepła. Dzięki temu uzyskujemy pożądaną temperaturę, ale reszta płyty nie jest przegrzewana.
Zalety i oszczędności
Rachunek za prąd będzie Ci dziękował. Nie musisz mieć silnego wentylatora czy elementu grzewczego, który pracuje nonstop, aby utrzymać temperaturę w pomieszczeniu. Lampy zapalają się tylko wtedy, gdy elementy znajdują się pod nimi. Proste.
Ale trzeba uważać. Jeśli zbytnio zwiększysz intensywność ciepła, może dojść do efektu „opękania” powierzchni – wtedy powierzchnia utwardza się zbyt szybko, a rozpuszczalniki pozostają wewnątrz materiału. Jeśli nie będziesz uważać na prędkość transportu elementów oraz na położenie lamp, pojawią się bąbelki. A jeśli to się stanie? Będziesz musiał wyrzucić całą partię produktów.
Wdrożenie w fabryce
Największą zaletą jest wolna przestrzeń, którą uzyskujesz. Możesz usunąć 10-metrowy piec i zastąpić go kompaktowym tunelem IR. To oznacza mniejszą powierzchnię zajmowaną przez urządzenie, mniej emisji dwutlenku węgla, a elementy przemieszczają się po linii produkcyjnej znacznie szybciej.