Proč používáme infračervené záření u bezolovnatých polovodičů
Svět polovodičů usiluje o dosažení „zelených“ a bezolovnatých standardů. Dlouho bylo běžné používat konvekční pece – v podstatě velké-boxy, které zahřívají obrovské množství vzduchu za účelem sušení destiček nebo zasychání lepidel.
Ale upřímně řečeno? Je to plýtvání.
Proto používáme krátkovlnné infračervené záření. Místo horkého vzduchu využíváme elektromagnetické záření. Zní to technicky, ale ve skutečnosti je to mnohem jednodušší.
Přestaňte zahřívat celou místnost – začněte zahřívat samotnou součástku.
Vezměte si standardní pec – musíte nejprve zahřát stěny, vzduch a police, než začne součástka reagovat. Je to pomalé a nákladné.
Infračervené záření to všechno vynechává. Fotony dopadají přímo na povrch součástky, čímž molekuly vibrují a okamžitě vzniká teplo. Tím se výrazně snižuje spotřeba energie – nemusíte totiž platit za zahřívání obrovské kovové krabice; platíte pouze za teplo, které součástka skutečně potřebuje.
Problémy s bezolovnatými materiály
Problém spočívá v tom, že bezolovnaté spáječe a lepidla vyžadují vyšší teploty a kratší dobu zahřevu než staré olověné materiály.
Je to otázka rovnováhy – pokud použijete příliš vysokou teplotu, součástka se zakřiví. Pokud ji použijete příliš nízkou, vzniknou studené spoje. Ani jedno není dobré.
To řešíme úpravou vlnové délky. Krátkovlnné infračervené záření proniká hlouběji do materiálu. To znamená, že spodní část součástky zasychá stejnou rychlostí jako horní část. Nemáte tedy ten otravný „efekt kůže“, kdy se povrch zdá suchý, ale jádro zůstává vlhké.
Nevýhody (protože vždycky nějaké jsou)
Vysokointenzitní infračervené lampy mají opravdu velkou sílu – můžete součástku zahřát během sekund. Ale taková hustota tepla způsobuje velký nápor na zařízení.
Pokud vaše konstrukce není schopna zvládnout tento nápor, mohou se poškodit senzory nebo samotná konstrukce stroje. Nemůžete ji prostě zapojit a zapomenout na ni. Potřebujete robustní ochranu před teplem a chlazení pomocí vzduchu, aby vše zůstalo stabilní.
V konečném důsledku není přechod na infračervené záření jen otázkou splnění „zelených“ standardů. Jde o to zkrátit dobu zpracování a splnit ty náročné teplotní podmínky, které bezolovnaté materiály vyžadují.