आधुनिक सेमीकंडक्टर कारखानों में वैक्यूम-इन्फ्रारेड हीटर्स क्यों उपयुक्त हैं?
सेमीकंडक्टर उद्योग “लीड-फ्री” एवं “जीरो-एमिशन” लक्ष्यों की ओर तेजी से बढ़ रहा है। लंबे समय से हम बड़े आकार के कंवेक्शन ओवनों पर ही निर्भर रहे। लेकिन इसकी समस्या यह है कि बड़ी मात्रा में हवा को गर्म करना ऊर्जा की बर्बादी है। इसके अलावा, ऐसी हवा धूल एवं कणों के प्रसार का कारण बनती है, जिससे वेफरों को नुकसान पहुँच सकता है।
इसीलिए हमने वैक्यूम-अनुकूल इन्फ्रारेड हीटरों का उपयोग शुरू किया। ये हीटर पूरी प्रक्रिया को सुचारू बनाते हैं।
यह कैसे काम करता है?
वैक्यूम में हवा के माध्यम से ऊष्मा को एक जगह से दूसरी जगह भेजना असंभव है। इसलिए हम विकिरण का ही उपयोग करते हैं।
इसे सूर्य की किरणों के समान ही समझें – इन्फ्रारेड लैंप विद्युत-चुम्बकीय तरंगें भेजते हैं, जो सीधे सामग्री को गर्म करती हैं। हमें चेंबर की दीवारों या आसपास की हवा को गर्म करने में समय बर्बाद नहीं करना पड़ता। न तो कोई बलपूर्वक हवा आवश्यक है, न ही कोई विशेष फिल्टरिंग प्रणाली… बस सीधी ऊर्जा ही पर्याप्त है।
यह बहुत ही कुशल तरीका है… इससे बिजली की लागत कम रहती है, एवं वेफर भी साफ रहते हैं।
लीड-फ्री सामग्रियों को गर्म करने में क्या चुनौतियाँ हैं?
यदि आप लीड-फ्री सोल्डर/चिपकने वाले पदार्थों का उपयोग कर रहे हैं, तो आप जानते ही होंगे कि ऐसी सामग्रियों को गर्म करने में काफी सावधानी आवश्यक है। यदि तापमान सही न हो, तो सामग्री ऑक्सीकृत हो जाती है।
हम शॉर्ट-वेव विकिरण का ही उपयोग करते हैं… क्योंकि यह बहुत ही तेज़ है। कुछ ही सेकंड में ही आवश्यक तापमान प्राप्त हो जाता है। इससे सामग्री अनावश्यक रूप से गर्म नहीं होती… ऐसे में संवेदनशील घटकों को नुकसान नहीं पहुँचता।
वास्तविकता… क्या चुनौतियाँ हैं?
अब, आप किसी भी सामान्य लैंप का उपयोग वैक्यूम में नहीं कर सकते। सीलिंग एवं विद्युत संबंधी उपकरणों की गुणवत्ता बेहतरीन होनी आवश्यक है… वरना लीकेज हो जाएगा। इसके अलावा, यदि वैक्यूम पंप उपयोग में आने वाली सामग्रियों के लिए उपयुक्त न हो, तो क्वार्ट्ज ट्यूब पर अवशेष जम जाएंगे। ऐसी स्थिति में इन्फ्रारेड तरंगें अंदर नहीं जा पाएंगी… जिससे तापमान कम हो जाएगा। ऐसी स्थिति में नियमित सफाई या विशेष कोटिंग आवश्यक है।
लेकिन जब सब कुछ ठीक हो जाता है, तो कारखाना अधिक साफ रहता है, कार्यप्रणाली तेज़ हो जाती है… एवं पर्यावरणीय लक्ष्य भी पूरे हो जाते हैं। यह तो एक बेहतरीन समाधान है!