Mengapa kita menggunakan inframerah untuk semikonduktor bebas plumbum
Dunia semikonduktor sedang berusaha keras untuk mencapai standard yang “mesra alam” dan bebas plumbum. Untuk waktu yang lama, cara yang digunakan adalah dengan menggunakan ketuhar konveksi – iaitu kotak besar yang memanaskan udara dalam kuantiti yang banyak untuk mengeringkan wafer atau melicinkan bahan perekat.
Tetapi sebenarnya, cara ini merupakan pembaziran tenaga. Itulah sebabnya kita menggunakan inframerah gelombang pendek (SWIR). Daripada bergantung pada udara panas, kita menggunakan radiasi elektromagnetik. Walaupun kedengaran rumit, sebenarnya cara ini lebih mudah.
Berhentilah memanaskan seluruh bilik, fokuskanlah pemanasan pada bahagian yang perlu diproses sahaja.
Bayangkan ketuhar biasa. Anda perlu memanaskan dinding, udara, dan rak-rak sebelum bahagian yang ingin diproses benar-benar panas. Proses ini lambat dan mahal.
Inframerah pula tidak perlu melakukan semua itu. Foton inframerah mengenai permukaan bahan secara langsung, menyebabkan molekul-molekul bergetar dan menghasilkan haba dengan cepat. Dengan cara ini, penggunaan tenaga dapat dikurangkan dengan ketara, kerana anda tidak perlu memanaskan keseluruhan kotak logam tersebut; anda hanya perlu membayar untuk haba yang diperlukan oleh bahagian yang diproses sahaja.
Cabaran menggunakan bahan bebas plumbum
Masalahnya ialah bahan perekat dan solder bebas plumbum memerlukan suhu yang lebih tinggi serta masa pemanasan yang lebih singkat berbanding bahan tradisional yang mengandungi plumbum.
Ia merupakan situasi yang sukar untuk diseimbangkan. Jika suhu terlalu tinggi, bahan tersebut akan rosak. Jika suhu terlalu rendah, sambungan antara komponen akan menjadi lemah. Kedua-duanya bukanlah situasi yang baik.
Kita atasi masalah ini dengan menyesuaikan panjang gelombang inframerah. Inframerah gelombang pendek dapat menembusi bahan dengan lebih mendalam. Ini memastikan bahagian bawah komponen juga dapat diproses pada kelajuan yang sama seperti bahagian atasnya. Dengan cara ini, efek “skin effect” yang menyebabkan permukaan kelihatan kering tetapi bahagian dalam masih basah dapat dielakkan.
Kelemahan penggunaan inframerah
Lampu inframerah berintensiti tinggi memang sangat berkuasa. Ia dapat memanaskan bahan dalam masa beberapa saat sahaja. Namun, intensiti haba yang tinggi ini akan memberi tekanan yang besar pada komponen-komponen mesin tersebut.
Jika chasis mesin tidak direka untuk menahan tekanan haba yang tinggi ini, sensor-sensor mesin boleh rosak atau struktur mesin itu sendiri boleh rosak. Anda tidak boleh sekadar menyambungkannya ke soket elektrik dan melupakan perkara tersebut. Anda memerlukan sistem perlindungan haba yang baik serta sistem penyejukan udara untuk memastikan segala-galanya berfungsi dengan stabil.
Pada akhirnya, peralihan kepada penggunaan inframerah bukan sekadar untuk memenuhi syarat “mesra alam”. Ia juga bertujuan untuk mengurangkan masa pemprosesan dan memastikan bahan-bahan bebas plumbum dapat diproses dengan efektif.