Dlaczego utwardzanie promieniami podczerwonymi jest najlepszym rozwiązaniem dla chipów bez ołowiu?
Świat półprzewodników dąży do stosowania standardów „zielonych” i wolnych od ołowiu. Wiele warsztatów nadal korzysta z tych starych pieców konwekcyjnych, ale bądźmy szczerzy: grzanie ogromnych ilości powietrza tylko po to, by przekazać energię, jest procesem powolnym. To marnotrawstwo energii i czasu.
Dlatego zdecydowaliśmy się na utwardzanie promieniami podczerwonymi. Zamiast czekać, aż powietrze się nagrzeje, promienie podczerwone oddziałują bezpośrednio na materiał.
To zupełnie inny rodzaj ciepła. Ponieważ promienie podczerwone omijają całkowicie powietrze, energia dociera bezpośrednio do fotoopornika lub pasty do spajania. Nie potrzeba więc tych ogromnych elementów grzewczych, które sprawiają, że cała komora pozostaje gorąca przez godziny. Dzięki temu tempo utwardzania jest znacznie szybsze, a cykl pracy skraca się. Co najważniejsze, maszyny nie zajmują dużo miejsca.
Jest jeszcze problem związany z brakiem ołowiu. Pasty do spajania bez ołowiu wymagają wyższych temperatur do stopienia niż stare mieszanki SnPb. Jeśli spróbujesz użyć gorącego powietrza, możesz uszkodzić otaczające komponenty lub spowodować wybrzuszenia na płycie drukowanej. To trudna sytuacja, która zwykle kończy się katastrofą.
Z użyciem promieni podczerwonych możemy regulować długość fali. Wybierając odpowiednie emitory krótkofalowe lub średnifalowe, możemy precyzyjnie kontrolować temperaturę, która jest potrzebna do utwardzenia materiału. Dzięki temu unikamy uszkodzeń pozostałych elementów płyty. Ponadto, taka metoda zużywa mniej energii i nie wypuszcza do środowiska związków lotnych.
Ale to nie jest magia. Istnieją pewne kompromisy. Jeśli używasz silnych promieni podczerwonych, twój system chłodzenia będzie musiał radzić sobie z tym ciepłem. Ponieważ proces jest tak szybki, musisz uważać na efekt „cieniowania” – jeśli element ma skomplikowany kształt, niektóre miejsca mogą nie być poddawane wpływowi światła.
Nie można po prostu włożyć lampy podczerwonej do starego pieca i mieć nadzieję na sukces. Trzeba dokładnie dostosować kąty reflektorów i odległość lampy, aby ciepło rozprzestrzeniało się równomiernie. Jeśli układ nie jest poprawny, mogą powstać gorące punkty, które mogą zniszczyć element w ciągu sekund.
Wymaga to trochę większego planowania na początku, ale gdy już wszystko jest dobrze przygotowane, to naprawdę rewelacyjne rozwiązanie.