Perché la cottura a raggi infrarossi è la soluzione migliore per i chip senza piombo
Il mondo dei semiconduttori sta puntando sempre di più verso standard “verdi” e privi di piombo. La maggior parte delle fabbriche continua comunque a utilizzare quei vecchi forni a convezione, ma siamo onesti: riscaldare grandi quantità d’aria solo per trasferire energia è un processo lento. È uno spreco di energia e di tempo.
Ecco perché abbiamo optato per la cottura a raggi infrarossi. Invece di aspettare che l’aria si riscaldi, i raggi infrarossi utilizzano radiazioni elettromagnetiche per agire direttamente sul substrato.
Si tratta di un tipo diverso di calore.
Poiché i raggi infrarossi ignorano completamente l’aria, l’energia viene trasferita direttamente al fotoresisto o alla pasta di saldatura. Non è necessario utilizzare quei enormi elementi riscaldanti che mantengono una stanza intera a temperature elevate per ore. In questo modo si ottiene un riscaldamento molto più rapido, tempi di ciclo più brevi… E, cosa ancora migliore, le macchine non occupano metà dello spazio disponibile.
Poi c’è il problema dei materiali senza piombo: i materiali senza piombo richiedono temperature più elevate per fondersi rispetto alle vecchie leghe SnPb. Se si cerca di raggiungere queste temperature con aria calda, si rischia di danneggiare i componenti circostanti o di deformare il PCB. È un equilibrio delicato, che spesso porta a risultati disastrosi.
Con i raggi infrarossi, invece, possiamo regolare la lunghezza d’onda. Scegliendo i giusti emettitori a onde corte o medie, possiamo far sì che l’energia venga assorbita esattamente dove necessario. In questo modo si riesce a raggiungere la temperatura ideale per i materiali senza piombo, senza danneggiare il resto del circuito. Inoltre, si consuma meno energia e non vengono rilasciati sostanze nocive nell’ambiente di lavoro.
Ma non è magia: ci sono dei compromessi.
Se si utilizzano raggi infrarossi ad alta intensità, il sistema di raffreddamento dovrà affrontare un carico elevato di calore. Inoltre, poiché il processo è molto veloce, bisogna fare attenzione ai problemi legati all’illuminazione: se la parte da trattare ha una forma complessa, alcune zone potrebbero non ricevere abbastanza luce.
Non basta semplicemente inserire una lampada a raggi infrarossi in un vecchio forno: bisogna impostare correttamente gli angoli di riflessione e la distanza tra le lampade, in modo che il calore venga distribuito uniformemente. Se la disposizione non è corretta, si possono creare zone troppo calde che possono distruggere il circuito in pochi secondi.
È necessario pianificare bene in anticipo, ma una volta che tutto è configurato correttamente, si ottiene davvero un grande vantaggio.