Pourquoi nous abandonnons les fours à convection au profit du séchage par rayonnement infrarouge
Si vous avez déjà passé du temps dans une salle propre dédiée à la fabrication de semi-conducteurs, vous connaissez bien le problème posé par les fours à convection. Ils sont encombrants, lents, et il faut chauffer toute la pièce simplement pour sécher quelques wafer. C’est un gaspillage d’énergie.
C’est pourquoi nous avons opté pour le séchage par rayonnement infrarouge. Au lieu de chauffer l’air, le rayonnement infrarouge agit directement sur le substrat. Cela permet de gagner du temps et d’économiser de l’énergie. C’est aussi la raison pour laquelle la plupart des systèmes « écologiques » ou sans plomb fonctionnent aujourd’hui.
La physique derrière ce principe
Pensez à la façon de fonctionnement d’un four à convection : il fait circuler de l’air chaud. Mais l’air transporte des particules, et il faut beaucoup d’énergie pour maintenir cet air à haute température. Le rayonnement infrarouge, lui, utilise des ondes électromagnétiques pour transmettre de l’énergie directement au photorésiste ou à l’adhésif. Résultat : le temps nécessaire pour sécher les composants diminue considérablement. Nous avons vu des cycles de séchage qui prenaient auparavant des heures se réduire à quelques minutes seulement. Votre facture d’électricité en sera réduite, et vos wafer seront prêts beaucoup plus rapidement.
Gérer les normes sans plomb
Voici la partie difficile : les soldes et adhésifs sans plomb nécessitent des températures bien plus élevées que ceux contenant du plomb. Si vous essayez d’atteindre ces températures avec de l’air chaud, vous allez devoir attendre très longtemps. Pire encore, vous risquez de endommager tout le circuit imprimé. Avec le rayonnement infrarouge, on peut choisir des longueurs d’onde spécifiques – généralement de courte ou de moyenne longueur d’onde – afin que la chaleur atteigne exactement l’endroit où elle est nécessaire. Ainsi, vous obtenez la chaleur souhaitée sans endommager les composants environnants.
Faire fonctionner ce système en salle propre
Un autre avantage majeur est l’espace requis : les chauffages par rayonnement infrarouge sont de petite taille. Vous n’avez pas besoin de grands conduits ou de systèmes de filtration complexes pour maintenir les normes ISO. Mais il faut faire attention : le rayonnement infrarouge est très puissant. Si la bande transporteuse ralentit ou si un capteur ne fonctionne pas correctement, le substrat peut être endommagé en quelques secondes. Il faut donc disposer d’un système de refroidissement capable d’évacuer cette chaleur dès que le wafer quitte la zone de séchage. Sinon, le wafer pourrait se déformer.
Pour être tranquille, nous utilisons généralement des régulateurs PID en boucle fermée. Ils permettent de maintenir la température de surface dans une plage étroite de ±2°C, ce qui évite toute incertitude.