ทำไมเราถึงใช้แสงอินฟราเรดสำหรับวัสดุสารกึ่งตัวนำที่ปราศจากสารตะกั่ว
ในโลกของสารกึ่งตัวนำ มีแนวโน้มที่จะหันมาใช้มาตรฐานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและปราศจากสารตะกั่วมากขึ้น ในอดีต วิธีที่นิยมก็คือการใช้เตาอบแบบใช้อากาศร้อน ซึ่งก็คือเตาขนาดใหญ่ที่ใช้ความร้อนเพื่ออบแห้งชิ้นส่วนหรือทำให้กาวแข็งตัว
แต่จริงๆ แล้ว วิธีนี้เป็นการสิ้นเปลืองพลังงานมาก นั่นคือเหตุผลที่เราใช้แสงอินฟราเรดคลื่นสั้นแทน แทนที่จะใช้อากาศร้อน เราใช้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าแทน อาจฟังดูเป็นเรื่องทางเทคนิค แต่จริงๆ แล้วมันง่ายกว่านั้นมาก
เลิกใช้ความร้อนในห้องได้แล้ว มาใช้ความร้อนกับชิ้นส่วนโดยตรงเถอะ
ลองนึกถึงเตาอบธรรมดาดูสิ คุณต้องอุ่นผนัง เอาอากาศร้อนเข้าไปในเตา ก่อนที่ชิ้นส่วนจะรู้สึกถึงความร้อนเลย วิธีนี้ช้าและมีค่าใช้จ่ายสูง
แต่แสงอินฟราเรดไม่จำเป็นต้องทำแบบนั้น เพราะโฟตอนจะไปกระทบชิ้นส่วนโดยตรง ทำให้โมเลกุลสั่นและสร้างความร้อนขึ้นมาทันที วิธีนี้ช่วยลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก เพราะคุณไม่จำเป็นต้องอุ่นเตาขนาดใหญ่ แต่เพียงแค่ใช้ความร้อนที่ชิ้นส่วนต้องการเท่านั้น
ปัญหาเกี่ยวกับวัสดุปราศจากสารตะกั่ว
ปัญหาก็คือ วัสดุยึดติดและกาวที่ปราศจากสารตะกั่วนั้นต้องการอุณหภูมิที่สูงกว่า และต้องมีเวลาในการอุ่นที่รวดเร็วกว่าวัสดุที่มีสารตะกั่ว
มันเป็นเรื่องของการหาจุดสมดุล ถ้าอุณหภูมิสูงเกินไป ชิ้นส่วนก็จะบิดเบี้ยว แต่ถ้าอุณหภูมิต่ำเกินไป ชิ้นส่วนก็จะไม่สามารถยึดติดกันได้ดี ทั้งสองกรณีก็ไม่ดีเลย
เราแก้ปัญหานี้โดยการปรับความยาวคลื่นของแสงอินฟราเรด แสงอินฟราเรดคลื่นสั้นจะสามารถเข้าไปถึงส่วนลึกของวัสดุได้ ทำให้ส่วนล่างของชิ้นส่วนแข็งตัวได้เร็วเท่ากับส่วนบน คุณจะไม่มีปัญหาเรื่อง “ผิวแห้ง แต่ภายในยังเปียก” อีกต่อไป
ข้อเสีย (เพราะมักจะมีเสมอ)
แสงอินฟราเรดที่มีความเข้มสูงนั้นมีพลังมาก คุณสามารถทำให้ชิ้นส่วนร้อนขึ้นได้ภายในไม่กี่วินาที แต่ความร้อนสูงขนาดนี้จะสร้างแรงกดดันมากให้กับอุปกรณ์ของคุณ
ถ้าเครื่องจักรของคุณไม่สามารถรับมือกับความร้อนนี้ได้ ก็อาจทำให้เซ็นเซอร์เสียหายหรือกรอบเครื่องจักรบิดเบี้ยวได้ คุณไม่สามารถเสียบปลั๊กแล้วลืมมันได้ คุณต้องมีการป้องกันความร้อนที่ดี และมีระบบระบายความร้อนเพื่อให้อุปกรณ์ทำงานได้อย่างมั่นคง
สรุปแล้ว การเปลี่ยนมาใช้แสงอินฟราเรดไม่ใช่เพียงเพื่อให้ผ่านมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังช่วยลดเวลาในการผลิต และช่วยให้ชิ้นส่วนแข็งตัวได้ตามเวลาที่กำหนดอีกด้วย