Почему производства полупроводников заменяют большие печи на устройства для обжига с использованием инфракрасного излучения
Большинство производств полупроводников отказывается от использования огромных конвекционных печей. Это имеет смысл: с учетом стремления к использованию экологически чистых технологий и строгих требований к материалам, не содержащим свинец, старый способ уже не подходит.
Секрет заключается в том, что процесс обжига с использованием инфракрасного излучения не зависит от наличия воздуха. Излучение напрямую воздействует на сам материал. Зачем тратить массу энергии на нагрев стенок огромной металлической коробки, когда можно просто нагреть ту часть материала, с которой работаешь?
Как это работает на самом деле
Можно представить это как прямое передачу энергии. Вместо ожидания, пока горячий воздух циркулирует в помещении, инфракрасное излучение используется для возбуждения молекул в фотополимере или клее. Этот процесс происходит почти мгновенно. Поскольку волны проникают внутрь материала, он застывает изнутри. Это позволяет значительно ускорить процесс обработки, тем самым избегая лишнего нагрева компонентов.
Проблемы, связанные с использованием материалов без свинца
Здесь возникает сложность: сварочные материалы и полимеры, не содержащие свинец, требуют гораздо больше энергии для застывания, чем старые материалы с содержанием свинца. Проблема с конвекционными печами заключается в том, что для достижения необходимой температуры часто приходится перегревать все остальные элементы платы. Это похоже на попытку разогреть один кусок пиццы, нагревая всю комнату до 100 градусов.
Коротковолновое инфракрасное излучение решает эту проблему. Оно обеспечивает точное и высокоинтенсивное нагревание. Таким образом можно достичь нужной температуры, не перегревая остальную часть платы.
Плюсы и минусы
Ваши счета за электроэнергию будут меньше. Не нужны огромные вентиляторы или нагревательные элементы, которые работают круглосуточно. Лампы включаются только тогда, когда над ними находится деталь. Проще говоря, все происходит более эффективно.
Но нужно быть осторожным. Если интенсивность излучения слишком высока, может произойти «образование корки» на поверхности материала – это происходит, когда поверхность застывает слишком быстро, что приводит к застреванию растворителей внутри материала. Если не следить за скоростью перемещения деталей и зонами освещения, могут появиться пузыри. А если это произойдет, придется выбросить весь партию продукции.
Интеграция в производственный процесс
Самое прекрасное – это освобождающееся пространство. Можно заменить 10-метровую печь на компактный аппарат для обжига с использованием инфракрасного излучения. Это позволяет сократить площадь, снизить выбросы углерода, а также ускорить процесс обработки деталей.