چرا از فرهای هوایی برای فرآیند خشککردن استفاده نمیکنیم و به فرهای مبتنی بر تابش مادون قرمز روی آوردهایم؟
اگر تجربه کار در اتاقهای پاکسازی نیمههادی را داشته باشید، میدانید که فرهای هوایی چقدر غیرکارآمد هستند. این فرها حجیم هستند، سرعت کار کمی دارند، و در واقع سعی میکنند کل اتاق را گرم کنند تا فقط چند ویفر خشک شوند. این کار، هدررفت انرژی است.
به همین دلیل، ما به سمت فرهای مبتنی بر تابش مادون قرمز روی آوردهایم. در این روش، به جای گرم کردن هوا، انرژی مستقیماً به سطح ماده مورد نظر منتقل میشود. این روش تمیزتر، سریعتر است؛ همچنین دلیل اصلی عملکرد بهتر سیستمهای «سازگار با محیط زیست» و بدون سرب است.
فیزیک پشت این روش
فرهای هوایی، هوای گرم را در اطراف ماده مورد نظر پخش میکنند؛ اما هوا حاوی ذراتی است، و نگه داشتن این هوا در حالت گرم، نیازمند مقدار زیادی انرژی است.
اما فرهای مبتنی بر تابش مادون قرمز، از تابش الکترومغناطیسی برای انتقال انرژی مستقیماً به سطح ماده مورد نظر استفاده میکنند. در نتیجه، زمان لازم برای خشککردن ماده به شدت کاهش مییابد. ما شاهدیم که چرخههای خشککردن که قبلاً چند ساعت طول میکشید، اکنون در چند دقیقه انجام میشود. همچنین، هزینههای انرژی کاهش مییابد و ویفرها نیز سریعتر خشک میشوند.
مشکلات مربوط به استانداردهای بدون سرب
نکته مهم این است که لحیمها و چسبهای بدون سرب، نیاز به دماهای بسیار بالاتری نسبت به لحیمها و چسبهای قدیمی دارند.
اگر سعی کنید از هوای گرم برای رسیدن به این دماها استفاده کنید، مدت زمان زیادی صرف انتظار خواهد شد؛ علاوه بر این، خطر خراب شدن کل برد وجود دارد. اما با فرهای مبتنی بر تابش مادون قرمز، میتوانیم طول موجهای مشخصی را انتخاب کنیم؛ این طول موجها میتوانند از میان لایههای محافظ عبور کرده و دقیقاً به نقاط مورد نیاز انرژی را منتقل کنند. به این ترتیب، میتوانیم دمای مورد نیاز را داشته باشیم، بدون اینکه اجزای اطراف آسیب ببینند.
استفاده از این فرها در اتاقهای پاکسازی
یکی از مزایای این فرها، اندازه کوچک آنهاست. نیازی به لولههای بزرگ یا سیستمهای فیلتراسیون پیچیده برای حفظ استانداردهای ISO نیست.
اما باید مراقب بود؛ زیرا تابش مادون قرمز بسیار قوی است. اگر نوار نقاله دچار مشکل شود یا سنسورها کار نکنند، ممکن است ماده مورد نظر در عرض چند ثانیه خراب شود. همچنین، نیاز به سیستم خنککننگی وجود دارد تا گرما را به محض خروج ویفر از منطقه خشککردن، از بین ببرد؛ در غیر این صورت، ویفر دچار تغییر شکل خواهد شد.
برای جلوگیری از این مشکلات، معمولاً از کنترلرهای PID استفاده میشود؛ این کنترلرها، دمای سطح را در محدوده ±۲ درجه سانتیگراد نگه میدارند، تا نیازی به حدس زدن نباشد.