हम लीड-रहित सेमीकंडक्टरों के लिए इन्फ्रारेड का उपयोग क्यों करते हैं?
सेमीकंडक्टर उद्योग “हरित” एवं लीड-रहित मानकों की ओर आगे बढ़ रहा है। लंबे समय तक, वेफरों को सुखाने या चिपकने वाले पदार्थों को सूखाने हेतु ऊष्मा का उपयोग किया जाता रहा। लेकिन वास्तव में यह एक बर्बादी ही है।
इसीलिए हम शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड का उपयोग करते हैं। गर्म हवा के बजाय, हम विद्युत-चुम्बकीय विकिरण का उपयोग करते हैं। यह तो तकनीकी लगता है, लेकिन वास्तव में यह बहुत ही सरल है।
कमरे को गर्म करने के बजाय, सीधे ही उस भाग को गर्म करें।
एक सामान्य ओवन के बारे में सोचिए… आपको पहले दीवारों, हवा एवं रैकों को गर्म करना ही पड़ता है, तब जाकर ही वह भाग गर्म होता है। यह धीमी प्रक्रिया है, एवं इसके लिए अधिक ऊर्जा भी आवश्यक है।
इन्फ्रारेड में ऐसी आवश्यकताएँ नहीं हैं। फोटॉन सीधे ही सामग्री पर पड़ते हैं, जिससे अणु कंपन करते हैं एवं तुरंत ही ऊष्मा उत्पन्न होती है। इससे ऊर्जा की खपत काफी कम हो जाती है… क्योंकि आपको बड़े धातुई बक्सों को गर्म करने हेतु अधिक ऊर्जा खर्च करने की आवश्यकता नहीं है… आपको केवल उतनी ही ऊर्जा खर्च करनी है, जितनी उस भाग को गर्म करने हेतु आवश्यक है।
लीड-रहित सामग्रियों से जुड़ी चुनौतियाँ
लीड-रहित सोल्डर एवं चिपकने वाले पदार्थों को गर्म करने हेतु अधिक ऊष्मा आवश्यक है… और इसके लिए अधिक समय भी आवश्यक है। यदि ऊष्मा बहुत अधिक हो जाए, तो सामग्री विकृत हो जाती है… और यदि ऊष्मा कम हो जाए, तो जोड़ ठीक से नहीं बनते। दोनों ही स्थितियाँ अच्छी नहीं हैं।
हम तरंगदैर्घ्य को समायोजित करके इस समस्या को हल करते हैं… शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड, सामग्री के अंदर तक पहुँचता है… इससे घटक का निचला हिस्सा भी ऊपरी हिस्से की तरह ही तेजी से गर्म हो जाता है… ऐसे में “स्किन इफेक्ट” जैसी समस्याएँ नहीं होतीं… जिसमें सतह सूखी दिखती है, लेकिन अंदरुनी हिस्सा अभी भी गीला रहता है।
समस्याएँ…
हालाँकि, उच्च-तीव्रता वाले इन्फ्रारेड लैंपों से भी समस्याएँ हैं… ऐसे लैंपों से भाग को कुछ ही सेकंडों में गर्म किया जा सकता है… लेकिन ऐसी उच्च ऊष्मा से मशीन पर बहुत ही दबाव पड़ता है… यदि मशीन का डिज़ाइन ऐसी ऊष्मा को सहन करने हेतु उपयुक्त न हो, तो सेंसर नष्ट हो जाते हैं… या मशीन का ढाँचा विकृत हो जाता है… इसलिए ऐसे लैंपों के लिए उचित ऊष्मा-संरक्षण एवं वायु-शीतलन व्यवस्था आवश्यक है।
अंत में, इन्फ्रारेड का उपयोग करने का अर्थ केवल “हरित” मानकों को पूरा करना ही नहीं है… बल्कि उत्पादन प्रक्रिया को तेज़ करना, एवं लीड-रहित सामग्रियों की आवश्यकताओं को पूरा करना भी है।