Чому ми використовуємо інфрачервоне випромінювання для безолов’яних напівпровідників
Світ напівпровідників постійно рухається у напрямку „зелених“ та безолов’яних стандартів. Довгий час основним способом було використання конвекційних печей – це, по суті, великі пристрої, які нагрівають велику кількість повітря для сушіння пластин чи висихання клеїв.
Але, чесно кажучи, це марна трата ресурсів.
Ось чому ми використовуємо короткохвильове інфрачервоне випромінювання. Замість нагрівання повітря ми використовуємо електромагнітне випромінювання. Це звучить складно, але насправді все простіше.
Не потрібно нагрівати всю кімнату – достатньо нагріти сам елемент.
Уявіть собі звичайну піч: потрібно нагріти стіни, повітря та решітки, перш ніж елемент почне нагріватися. Це повільно та дорого.
Інфрачервоне випромінювання уникає всього цього. Фотони потрапляють безпосередньо на поверхню матеріалу, що призводить до вібрації молекул та миттєвого нагрівання. Це значно зменшує споживану енергію – адже не потрібно нагрівати величезну металеву коробку; достатньо лише нагріти сам елемент.
Проблеми з безолов’яними матеріалами
Проблема полягає у тому, що безолов’яні припої та клеї вимагають вищих температур та більш точного контролю процесу нагрівання, ніж старі олов’яні матеріали.
Це складний баланс. Якщо температура занадто висока, матеріал може деформуватися. Якщо ж температура занадто низька, то з’являються холодні з’єднання. Жоден з варіантів не є оптимальним.
Ми долаємо цю проблему шляхом налаштування довжини хвилі. Короткохвильове інфрачервоне випромінювання проникає глибше в матеріал. Це дозволяє верхній та нижній шари елемента нагріватися одночасно. Таким чином уникається проблема „шкірного ефекту“, коли поверхня здається сухою, але всередині все ще вологе.
Недоліки (адже вони завжди є)
Високояскраві інфрачервоні лампи дуже потужні. Елемент може нагрітися за кілька секунд. Але така інтенсивність тепла створює великий тиск на обладнання.
Якщо корпус пристрою не розрахований на таку інтенсивність тепла, це може призвести до пошкодження датчиків чи деформації самого пристрою. Не можна просто підключити лампу та забути про неї. Потрібен надійний захист від тепла та система охолодження, щоб усе залишалося стабільним.
У кінцевому підсумку, перехід на використання інфрачервоного випромінювання – це не просто спосіб досягнення „зелених“ стандартів. Це також спосіб скорочення часу виробництва та дотримання вимог, які ставлять безолов’яні матеріали.