हम एयर कन्वेक्शन ओवनों के बजाय आईआर क्यों उपयोग में ला रहे हैं?
यदि आपने कभी सेमीकंडक्टर क्लीनरूम में समय बिताया है, तो आपको एयर कन्वेक्शन ओवनों की समस्याओं का पता ही होगा। ये ओवन बहुत बड़े होते हैं, इनकी गति धीमी होती है, और इन्हें कुछ वेफरों को सूखाने हेतु पूरे कमरे को गर्म करना पड़ता है। यह तो बेकार ही है।
इसीलिए हम आईआर तकनीक का उपयोग कर रहे हैं। एयर कन्वेक्शन ओवनों के विपरीत, आईआर तकनीक में ऊर्जा सीधे सब्सट्रेट तक पहुँचती है। यह तकनीक अधिक कुशल है, एवं यही कारण है कि आजकल “पर्यावरण-अनुकूल” एवं लीड-फ्री उपकरणों का उपयोग हो रहा है।
वास्तविक भौतिकी
एयर कन्वेक्शन ओवनों के बारे में सोचें – ये गर्म हवा को चारों ओर भेजते हैं। लेकिन हवा में कण होते हैं, इसलिए उस हवा को गर्म रखने हेतु बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
आईआर तकनीक में विद्युतचुम्बकीय विकिरण का उपयोग किया जाता है; इससे ऊर्जा सीधे फोटोरेसिस्ट या चिपकने वाले पदार्थों तक पहुँचती है। परिणामस्वरूप, प्रसंस्करण का समय काफी कम हो जाता है। कभी-कभी घंटों लगने वाला कार्य कुछ ही मिनटों में पूरा हो जाता है। ऐसे में ऊर्जा की खपत भी कम हो जाती है, एवं वेफरों का प्रसंस्करण भी तेजी से हो जाता है।
लीड-फ्री मानकों का समाधान
यहाँ समस्या यह है कि लीड-फ्री सोल्डर एवं चिपकने वाले पदार्थों हेतु पुराने लीडयुक्त पदार्थों की तुलना में अधिक तापमान की आवश्यकता होती है।
यदि आप गर्म हवा का उपयोग करें, तो आपको लंबा समय इंतजार करना होगा। इसके अलावा, ऐसी स्थिति में पूरा बोर्ड ही नष्ट हो सकता है। आईआर तकनीक में विशिष्ट तरंगदैर्घ्यों का उपयोग किया जाता है; इससे ऊर्जा सीधे सब्सट्रेट तक पहुँचती है। ऐसे में आपको आवश्यक तापमान प्राप्त हो जाता है, बिना आसपास के घटकों को नष्ट किए।
क्लीनरूम में इस तकनीक का उपयोग
आईआर हीटर छोटे होते हैं; इसलिए ISO मानकों को बनाए रखने हेतु बड़े डक्टों या भारी फिल्टरिंग सिस्टमों की आवश्यकता नहीं होती।
लेकिन सावधान रहना आवश्यक है… आईआर तकनीक बहुत ही शक्तिशाली है। यदि कन्वेयर बेल्ट में कोई समस्या हो जाए, या सेंसर में कोई खराबी हो जाए, तो सब्सट्रेट क्षणों में ही नष्ट हो सकता है। इसलिए वेफर के प्रसंस्करण के बाद तुरंत ही उसे ठंडा करना आवश्यक है।
रात में आराम से सोने हेतु, हम आमतौर पर क्लोज्ड-लूप PID कंट्रोलरों का उपयोग करते हैं। ये कंट्रोलर सतह के तापमान को ±2°C के दायरे में रखते हैं; इससे कोई जोखिम नहीं रहता।