Pourquoi le durcissement par rayonnement infrarouge est la meilleure solution pour les puces sans plomb
Le monde des semi-conducteurs s’efforce de respecter des normes « vertes » et exemptes de plomb. La plupart des usines continuent d’utiliser ces fours à chaleur convective traditionnels. Mais soyons honnêtes : chauffer de grandes quantités d’air juste pour transmettre de l’énergie est lent. C’est un gaspillage d’énergie et de temps.
C’est pourquoi nous avons opté pour le durcissement par rayonnement infrarouge. Au lieu d’attendre que l’air devienne chaud, le rayonnement infrarouge utilise des ondes électromagnétiques pour atteindre directement le substrat.
C’est un type de chaleur différent.
Comme le rayonnement infrarouge évite complètement l’air, l’énergie pénètre directement dans le photorésistant ou la pâte de soude. Il n’est donc pas nécessaire d’avoir de gros éléments chauffants qui maintiennent toute une pièce à une température élevée pendant des heures. On obtient ainsi un temps de préchauffage beaucoup plus court, ainsi que des cycles de travail plus rapides. De plus, les machines ne prennent pas autant d’espace.
Il y a aussi le problème lié aux soudures sans plomb. Ces soudures nécessitent des températures plus élevées pour fondre que les anciennes alliages de étain et de plomb. Si l’on essaie d’utiliser de l’air chaud pour atteindre ces températures, on risque de endommager les composants environnants ou de déformer la carte mère. C’est un équilibre délicat qui finit souvent par causer des problèmes.
Avec le rayonnement infrarouge, on peut ajuster la longueur d’onde. En choisissant les bons émetteurs à courte ou moyenne longueur d’onde, on cible précisément ce dont le matériau a besoin pour absorber l’énergie. On atteint ainsi la température idéale sans endommager le reste de la carte mère. De plus, cela consomme moins d’électricité par wafer, et il n’y a pas de production de substances nocives dans l’atelier.
Mais ce n’est pas magique. Il y a des compromis à faire.
Si l’on utilise un rayonnement infrarouge à haute intensité, le système de refroidissement doit supporter cette chaleur. De plus, comme le processus est très rapide, il faut faire attention au phénomène de « ombre », c’est-à-dire que si la pièce à traiter a une forme complexe, certaines zones ne recevront pas assez de chaleur.
On ne peut pas simplement mettre une lampe infrarouge dans un vieux four et penser que tout fonctionnera bien. Il faut choisir correctement les angles du réflecteur et l’espacement entre les lampes pour assurer une distribution uniforme de la chaleur. Si la disposition n’est pas adaptée, on risque d’avoir des zones trop chaudes qui peuvent endommager un wafer en quelques secondes.
Il faut donc planifier un peu davantage au début, mais une fois que tout est ajusté correctement, c’est vraiment une solution efficace.