چرا از موجهای مادون قرمز برای ساخت نیمههادیهای بدون سرب استفاده میکنیم؟
دنیای نیمههادیها در تلاش است تا به استانداردهای «سبز» و بدون سرب دست یابد. برای مدت طولانی، روش رایج، استفاده از فرهای حرارتی بود؛ یعنی استفاده از جعبههای بزرگی که هوای زیادی را گرم کرده و از آن برای خشک کردن ویفرها یا لاستیکها استفاده میشد.
اما راستش، این روش بیفایده است.
به همین دلیل از موجهای مادون قرمز کوتاهفراز استفاده میکنیم. به جای استفاده از هوای گرم، از تابش الکترومغناطیسی استفاده میکنیم. شاید این روش پیچیده به نظر برسد، اما در واقع بسیار سادهتر است.
دیگر نیازی نیست کل اتاق را گرم کنیم؛ فقط بخش مورد نظر را گرم کنیم.
فکر کنید به یک فر معمولی؛ برای گرم کردن بخش مورد نظر، ابتدا باید دیوارهها، هوا و قفسهها را گرم کنیم. این کار آهسته و پرهزینه است.
اما موجهای مادون قرمز این مراحل را حذف میکنند؛ فوتونها مستقیماً به سطح مورد نظر برخورد کرده و باعث لرزش مولکولها و تولید گرما میشوند. این روش باعث کاهش مصرف انرژی میشود؛ زیرا نیازی نیست کل جعبه فلزی را گرم کنیم؛ فقط باید هزینه گرمای لازم برای بخش مورد نظر را پرداخت کنیم.
مشکلات مربوط به مواد بدون سرب
مشکل اینجاست که لحیمها و لاستیکهای بدون سرب، نیاز به دمای بالاتری دارند؛ همچنین زمان لازم برای رسیدن به دمای مناسب نیز بیشتر است.
این یک تعادل دشوار است؛ اگر دما بیش از حد باشد، سطح ماده دچار تغییر شکل میشود؛ اگر دما کم باشد، اتصالات سرد خواهند بود. هیچکدام از اینها خوب نیستند.
ما این مشکل را با تنظیم طول موج موجهای مادون قرمز حل میکنیم؛ این کار باعث میشود که قسمت پایینی ماده نیز به همان سرعت قسمت بالایی گرم شود. در این صورت، اثر «پوسته خشک» که باعث میشود سطح خشک به نظر برسد، ایجاد نمیشود.
معایب این روش
البته، لامپهای مادون قرمز با توان بالا، تأثیر زیادی دارند؛ میتوانید بخش مورد نظر را در عرض چند ثانیه به دمای مورد نیاز برسانید. اما چنین تراکم گرمایی میتواند فشار زیادی به تجهیزات وارد کند.
اگر بدنه دستگاه برای تحمل این گرما ساخته نشده باشد، سنسورها دچار آسیب خواهند شد یا بدنه دستگاه دچار تغییر شکل خواهد شد. نمیتوانید فقط لامپ را وصل کنید و فراموش کنید؛ برای حفظ ثبات تجهیزات، نیاز به سیستمهای محافظتی و سیستمهای خنککننده قوی وجود دارد.
در نهایت، استفاده از موجهای مادون قرمز فقط برای رعایت استانداردهای «سبز» نیست؛ بلکه باعث کاهش زمان تولید و رسیدن به دمای مناسب برای مواد بدون سرب میشود.