Почему мы отказываемся от конвекционных печей в пользу инфракрасного обжига
Если вы когда-либо находились в чистой комнате для производства полупроводников, вы знаете, как работают конвекционные печи. Они громоздкие, медленные, и им требуется огромное количество энергии для нагрева всей комнаты лишь ради сушки нескольких пластин. Это просто расточительство.
Поэтому мы перешли на использование инфракрасного обжига. Вместо нагрева воздуха инфракрасные лучи направляются непосредственно на поверхность материала. Это более эффективный способ, он позволяет сократить время обработки. Именно поэтому сегодня используются технологии, не содержащие свинца.
Физика процесса
Подумайте о том, как работает конвекционная печь: она нагревает воздух. Но воздух содержит частицы, а его нагрев требует огромного количества энергии.
Инфракрасные лучи работают иначе: они используют электромагнитное излучение для передачи энергии непосредственно в фотополимер или клей. В результате время обработки сокращается до нескольких минут. Это экономит энергию, а также ускоряет процесс обработки пластин.
Проблемы, связанные с стандартами без свинца
Здесь есть сложности: при использовании луженых паяльников и клеев, не содержащих свинца, требуется гораздо более высокая температура. Если пытаться достичь такой температуры с помощью горячего воздуха, придется долго ждать. К тому же существует риск повреждения самой платы. С помощью инфракрасных лучей можно использовать определенные длины волн — обычно короткие или средние — чтобы энергия попадала точно в нужное место. Таким образом можно получить необходимую температуру, не повреждая окружающие компоненты.
Использование в чистой комнате
Еще одним преимуществом является компактность инфракрасных нагревателей. Им не нужны большие вентиляционные системы или сложные фильтры для поддержания стандартов чистоты.
Но нужно быть осторожным: инфракрасные лучи очень мощны. Если конвейер застрянет или сенсоры начнут работать некорректно, поверхность материала может быть повреждена за считанные секунды. Поэтому необходима система охлаждения, которая сможет справиться с избытком тепла сразу после выхода пластины из зоны обработки. Иначе пластина может деформироваться.
Чтобы избежать проблем, мы используем контроллеры типа PID с замкнутым циклом управления. Это позволяет поддерживать температуру поверхности в пределах ±2°C, что значительно упрощает процесс контроля.