Waarom infraroodvervulling de beste oplossing is voor loodvrije chips
De semiconductiewereld streeft steeds meer naar ‘groene’ en loodvrije standaarden. De meeste fabrieken maken nog steeds gebruik van die ouderwetse convectiekookovens. Maar laten we eerlijk zijn: het opwarmen van grote hoeveelheden lucht alleen maar om energie over te dragen, is traag. Het is zonde van energie en tijd.
Daarom hebben we overgestapt op infraroodvervulling. In plaats van te wachten tot de lucht heet is, gebruikt infrarood elektromagnetische straling om rechtstreeks het materiaal te verhitten.
Het is een andere vorm van warmte.
Omdat infrarood de lucht helemaal negeert, gaat de energie rechtstreeks naar het fotoresister of de solderpasta. Er is geen behoefte meer aan die enorme verwarmingselementen die een hele ruimte urenlang heet houden. Hierdoor kan de warmte sneller worden overgedragen, waardoor de procestijden korter worden. Bovendien nemen de apparaten minder ruimte in beslag.
Er is ook nog het probleem van loodvrije materialen. Loodvrije legeringen vereisen hogere temperaturen om te smelten dan de oude SnPb-legeringen. Als je probeert deze hoge temperaturen te bereiken met hete lucht, kunnen de omringende onderdelen beschadigd raken of kan het PCB vervormen. Het is een lastige balans die meestal tot problemen leidt.
Met infrarood kun je de golflengte precies instellen. Door de juiste korte- of middellange golflengte-emitters te gebruiken, kun je precies de gewenste temperatuur bereiken, zonder dat de rest van het bord wordt beschadigd. Bovendien verbruikt het minder elektriciteit per chip en produceert het geen schadelijke gassen.
Maar het is geen magie. Er zijn nadelen.
Als je hoge intensiteit gebruikt, zal het koelsysteem onder druk komen te staan. En omdat het zo snel gaat, moet je oppassen voor ‘schaduwen’: sommige delen van het materiaal krijgen dan geen licht.
Je kunt geen gewone IR-lamp in een oude oven stoppen en klaar zijn. Je moet de hoeken van de reflectoren en de afstand tussen de lampen perfect instellen, zodat de warmte gelijkmatig wordt verdeeld. Als dit niet goed wordt gedaan, kunnen er hete plekken ontstaan die een chip in seconden kunnen beschadigen.
Het vereist wat meer planning van tevoren, maar als alles goed is ingesteld, is het een grote verbetering.