Почему инфракрасное отверждение – это лучший способ для производства чипов без свинца
В мире полупроводников существует стремление к использованию «зеленых» технологий и материалов, не содержащих свинец. Большинство производственных предприятий по-прежнему используют старомодные конвекционные печи. Но давайте будем честными: нагрев большого объема воздуха ради передачи энергии – это медленный процесс. Это напрасная трата энергии и времени.
Поэтому мы перешли на использование инфракрасного отверждения. Вместо ожидания, пока воздух нагреется, инфракрасное излучение воздействует непосредственно на материал. Это совсем другой вид тепла. Поскольку инфракрасное излучение обходит воздух стороной, энергия направляется прямо в фоторезист или пасту для пайки. Не нужны огромные нагревательные элементы, которые заставляют всю комнату нагреваться в течение нескольких часов. Таким образом достигается гораздо более быстрое нагревание, сокращается время обработки. К тому же такие устройства не занимают много места.
Еще есть проблема свинца. Свинцовые сплавы требуют более высоких температур для плавления, чем старые сплавы на основе олова и свинца. Если использовать горячий воздух для нагрева, это может повредить окружающие компоненты или исказить форму платы. Это сложная задача, которая часто заканчивается проблемами.
С помощью инфракрасного излучения можно точно регулировать длину волны. Выбирая подходящие коротковолновые или средневолновые излучатели, можно точно контролировать температуру, необходимую для обработки материала. Таким образом можно достичь нужной температуры без вреда для остальных компонентов платы. К тому же такой метод потребляет меньше энергии и не выделяет вредных веществ в рабочую зону.
Но это не волшебство. Есть свои недостатки. Если использовать высокоинтенсивное инфракрасное излучение, система охлаждения будет сильно нагружена. Кроме того, из-за высокой скорости нагрева возникает проблема неравномерного распределения тепла. Если конструкция изделия сложная, некоторые участки могут оставаться холодными.
Нельзя просто поставить инфракрасную лампу в старую печь и считать, что все готово. Необходимо правильно настроить углы расположения отражателей и расстояние между лампами, чтобы тепло распределялось равномерно. Если все сделано неправильно, могут возникнуть места с чрезмерным нагревом, что может разрушить чип в считанные секунды.
Это требует дополнительных усилий на этапе планирования, но как только все настроено правильно, это действительно решает множество проблем.